重慶江北機場雷暴氣候特征分析

馮政林，李顏宏

民航重慶空管分局，重慶 401120

0 引言

雷暴是大氣中的放電現象，一般伴有閃電、陣雨，有時則伴有大風、暴雨、冰雹、積冰、顛簸、低空風切變和下擊暴流等，當飛機誤入雷暴活動區內，輕者造成飛機損傷，重者機毀人亡，雷暴是目前被世界航空界和氣象部門公認的嚴重威脅航空飛行安全的天敵。因此，有必要對雷暴天氣進行統計分析，找出特征規律，為預報提供依據。近年來，許多學者對雷暴氣候特征進行了廣泛研究，取得了大量成果[1-4]，參考其研究方法，結合本地氣候特點找出江北機場雷暴氣候特征。

1 資料選取及統計方法

本文利用江北機場1991年～2010年氣象臺的逐日觀測資料，篩選出雷暴記錄，一日之內發生一次或數次均作為一個雷暴日統計，以民航氣象通用的世界時00點為日界。采用數理統計方法，對重慶江北機場雷暴年變化、季節變化、月變化、日變化進行統計，找出特征規律。

2 重慶江北機場雷暴氣候特征

2.1 重慶江北機場雷暴活動狀況

1991年～2010年重慶江北機場雷暴總體狀況為：雷暴總日數682天，年平均雷暴日數34.1天，最早出現在1月下旬，最晚出現在11月下旬，12月沒有雷暴記錄，因此，全年有11個月均有雷暴活動，表明雷暴活動較活躍，屬于多雷暴區。

2.2 重慶江北機場雷暴的年際變化特征

累年全年雷暴日數的差異較大，這主要與西風帶槽脊、冷空氣、西南低空急流的強弱，以及副熱帶高壓和青藏高壓的影響范圍和強度有關，特殊的自然環境對局地性熱雷暴發生的方位、移動和強度也有關系。

圖1 1991-2010年重慶江北機場逐年雷暴日數變化趨勢圖（折線表示逐年變化，直線表示趨勢）

圖2 1991-2010年重慶江北機場雷暴日數季節變化圖

池洪敏等[5]研究結果表明：1973年～2008 年重慶地區平均雷暴日數為36.87天，據統計，重慶江北機場20年平均雷暴日數為34.1天，與之相接近，屬于多雷區，高于平均值的有11年，其中超過40天的有4年，低于平均值的有9年，其中低于30天的有7年。雷暴日數最多的年份是1994年，達到45天，雷暴日數最少年份是2001年，僅有25天，可見雷暴日數差距較大，最大值年份是最小值年份的1.8倍。

從年際變化趨勢來看（圖1），20年間年平均雷暴日數呈微弱下降趨勢，這與張敏鋒等[6]學者研究的我國30年來雷暴日數總體在波動中呈減少趨勢一致。

2.3 重慶江北機場雷暴的季節變化特征

以天文季節與氣候季節相結合來劃分四季，即3月、4月、5月為春季，6月、7月、8月為夏季，9月、10月、11月為秋季，12月、1月、2月為冬季。從圖2可看出，重慶江北機場四季均有雷暴發生，夏季最多，平均雷暴日達到18.1天，約占全年的53%，這是因為重慶地處四川盆地東部，濕度大，又是著名的“火爐”， 夏季氣溫高，容易聚集不穩定能量，導致局地熱對流頻發；春季次之，平均雷暴日為12天，約占全年的35%，這與春季冷空氣活動頻繁關系緊密；秋季雷暴較少，平均雷暴日為3.3天，約占全年的10%；冬季最少，平均雷暴日不足1天，僅占全年的2%。

2.4 重慶江北機場雷暴的月際變化特征

從圖3可以看到，重慶江北機場的雷暴日數各月分布較為不均，雷暴發生在 1月～11 月，12月無雷暴，主要活躍在4月～8月，占雷暴總日數的84%，7月達到最高值，占全年雷暴日數的21%，之后逐月減少。8 月次之，占全年雷暴日數的19%。

雷暴日數月分布呈現雙峰型（圖3），其中7月～8月為最高峰，4月～5月為次高峰，分別占總雷暴日數的40%、31%。這是因為7月～8月副熱帶高壓活動頻繁，副高在重慶地區稍有進退波動便易發生雷暴，而此時正值重慶江北機場航空暑運高峰，航班量大，頻繁的雷暴天氣對航空飛行有重要影響；4月底至5月初已有連續高溫出現、最高可達36℃的“小陽春”，對流活動逐漸加強，當受西風波動和冷空氣沖擊時，雷暴開始出現。

圖3 1991年～2010年重慶江北機場雷暴日數月際變化圖

圖4 1991年～2010年重慶江北機場雷暴日變化特征

2.5 重慶江北機場雷暴的日變化特征

從圖4可以看到，重慶江北機場一日24小均有可能出現雷暴，但有明顯的日變化特征，總體呈現單峰型，即只有一個明顯的峰值。雷暴活動午后開始增多，在凌晨1點達到峰值，然后逐漸減少，在中午前后達到最低值。如果把一天24小時分為白天和夜間兩個時段，即北京時間8時～-19時為白天、20時～次日7時為夜間，統計出白天、夜間發生雷暴的比例分別是28.5%和71.5%；如果把雷暴年均出現4次以上的時段看著是雷暴頻發階段，那么雷暴活躍時段在夜間23時～次日6時，約占全天的53%，占夜間的80.5%，其中凌晨1點發生雷暴概率最高，占全天的13.5%，占夜間的18.9%。夜雷暴頻發與重慶特殊地理條件是分不開的，重慶地處潮濕多云的四川盆地東部，夜間云層和地面之間，進行著多次的吸收、輻射、再吸收、再輻射的熱量交換過程，因此云層對地面有保暖作用，也使得夜間云層下部的溫度不至于降得過低；在云層的上部，由于云體本身的輻射散熱作用，使云層上部溫度偏低。這樣，在云層的上部和下部之間便形成了溫差，大氣層結構趨向不穩定，偏暖濕的空氣上升形成降雨，而有時則伴有雷暴。

3 重慶江北機場產生雷暴成因概述

重慶江北機場的雷暴類型可大致分為兩類：局地熱力性雷暴和系統性雷暴。

3.1 局地熱力性雷暴

熱力性雷暴易發生在夏季，夏季西南低空急流活躍、中低層為熱低壓時易生成局地熱力性雷暴，出現頻率較高，生消較快，其預報難度較大。由于地形原因，這種局地性熱雷暴常常在機場東南側、南側和西側生成發展，隨著中低層西南氣流的引導作用逐漸向本場移動。

3.2 系統性雷暴

通過對重慶江北機場1991年～2010年的天氣形勢統計發現，產生雷暴的天氣系統主要有4類：高空槽(切變線)、西南渦、冷鋒、西太平洋副熱帶高壓，系統性雷暴的發生發展和移動方向比較好預報，多在系統前的暖氣團中生成發展，也常常由偏西向偏東方向移動。

3.2.1 高空槽(切變線)

高空槽、切變線是造成江北機場雷暴最多的天氣系統，一年四季均有發生。槽線(切變線)前后的氣流分布和它們的冷暖性質對是否產生雷暴有重要關系，如果槽線或切變線兩側的風向夾角越小、同時后部風速越大、兩側冷暖平流越明顯，則有利于形成雷暴。

3.2.2 西南渦

西南渦一般形成于四川盆地西部，700hPa或850hPa上表現為氣旋性環流的閉合小低壓，其直徑一般在300km～400km。重慶地區多處于西南渦東部，維持時間長，有時可達數十小時，多在西南渦東南部和濕舌相交處發生雷暴，時間也相對長。

3.2.3 冷鋒

冷鋒雷暴在春秋季節出現相對多，冷鋒較強時，可直接從西北面翻越秦嶺影響重慶，較弱時從東北面或東面甚至東南面以回流的形式影響重慶。多為第一型冷鋒，往往在有高空槽和切變線相配合，一般出現在冷鋒過境前后2小時～3小時，當高空為前傾槽時，雷暴出現在冷鋒過境之前，當高空為后傾槽時，雷暴出現在冷鋒過境之后。

3.2.4 西太平洋副熱帶高壓

重慶被稱為“火爐”，罪魁禍首便是副高。7月～8月，重慶地區多處于副高西北部的西南氣流控制中，潮濕悶熱，空氣中儲備了大量不穩定能量，副高東退時不穩定能量釋放形成雷暴，當西北部伴有高空槽切變線及冷空氣的擾動和沖擊時，容易形成影響范圍更廣、強度更強的雷暴。

4 結論

1）重慶江北機場年平均雷暴日數為34.1天，屬于多雷區，各年雷暴日數差異較大，年雷暴日數最多年份是最少年份的1.8倍，1991年～2010年雷暴日數總體呈減少趨勢；2）有明顯的季節和月份差異，1月～11月均可能出現雷暴，12月無雷暴，主要出現在春夏季的4月～8月，占全年雷暴的84%，其中7月最多，占全年雷暴的21%；3）有明顯的日變化特征，夜間出現雷暴的頻率遠大于白天，其中中午前后出現頻率最小，凌晨出現頻率最大；4）產生雷暴的天氣系統主要有高空槽（切變線）、西南渦、冷鋒和西太平洋副熱帶高壓。

[1]區志中，張美平，敖淑珍.近20年白云機場雷暴氣候的統計特征[J].廣東氣象，2003(2).

[2]韓韡，趙昌吉，田麗.大連機場雷暴統計分析[J].空中交通管理，2007(6).

[3]段煉，陳章.近42年成都地區雷暴的氣候統計特征[J].自然災害學報，2006(4).

[4]徐桂玉，楊修群.我國南方雷暴的氣候特征研究[J].氣象科學，2001(3).

[5]池洪敏，彭琳毅，郭渠，張莉.重慶雷暴的氣候特征分析[J].西南大學學報：自然科學版，2011，33(1).

[6]張敏鋒，馮霞.我國雷暴天氣的氣候特征[J].熱帶氣象學報，1998，14(2)：156-162.