隨州市雷暴天氣氣候特征分析

王莉萍 黃翠華 王波

摘要 利用隨州國家基本氣象站1981—2013年逐日雷暴觀測資料，采用統計分析、線性趨勢分析、滑動平均、Mann-Kendall等方法對隨州雷暴氣候特征變化趨勢進行了分析。結果表明，33年間隨州平均年雷暴日數為29 d，雷暴日數線性變化呈下降趨勢，大約每10年雷暴日數減少2 d。雷暴日數具有明顯季節變化，夏季（6～8月）是雷暴多發期，平均雷暴日數19.1 d，占全年雷暴日數66%;初雷日有提前趨勢，平均提前近8 d/10年，終雷日有推后趨勢，大約推后5 d/10年，雷暴活動期呈增加趨勢;一天中，62%雷暴出現在白天（08：00至次日20：00），其中13：00～15：00是雷暴高發時段（占38%）;隨州雷暴天氣系統多來自西北方向，突變檢驗顯示隨州雷暴1982年、1996年、2011年存在突變。

關鍵詞 隨州;雷暴;氣候特征

中圖分類號：P446 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.017

雷暴是夏季常見主要氣象災害之一，是大氣瞬間放電的過程，常伴隨強降水、冰雹、大風等災害性天氣出現，其強大電流在短時間內釋放，具有突發性強、歷時短、破壞性強等特點[1]。國內多位學者已對全國及湖北省雷暴天氣和雷電災害有過很多研究，但雷暴天氣有很大局地性，針對隨州雷暴天氣分析研究還未見報道。隨州位于湖北省中北部，地處桐柏山與大別山交匯處南麓，大洪山北部，長江與淮河流域分水嶺，地形為山地、丘陵、河谷小平原過渡帶，地形多樣復雜，境內水系密布[2]。南北山地山高坡陡，中部以平原、丘陵為主，冷暖氣流交匯頻繁，容易產生局地強對流天氣，強對流天氣發生時，往往伴隨有強雷暴。隨州雷暴多出現在夏季，其次是春季和秋季，冬季偶爾出現。據不完全統計，僅隨州城區，每年都有因雷擊而導致人員傷亡、財產損失事例發生，損壞供電設備、通信設備、計算機等現象更是不勝枚舉[3-5]。一次雷擊事故往往造成數十萬元直接經濟損失，間接經濟損失則更大，因此，有必要對隨州雷暴天氣氣候特征進行認真分析，探討該地區雷暴活動特點和氣候規律，以期為雷暴天氣預報預警、雷擊災害評估和防雷減災提供科學支撐。

1 數據來源及方法

選取隨州國家氣象站1981—2013年逐日雷暴觀測資料（人工觀測資料），1 d（20∶00～翌日20∶00）中聞雷（不論其次數多少）即為一個雷暴日，只出現閃電而無雷暴記錄不作雷暴日統計，各方位雷暴按一天中首次聞雷方位進行統計。初雷日是指一年中第一次聞雷日期，終雷日是一年中最后一次聞雷日期，年雷暴日數為一年內雷暴日數總和。采用統計分析、線性趨勢分析、滑動平均、Mann—Kendall等方法對隨州市雷暴氣候特征變化趨勢進行分析。

2 結果和分析

2.1 雷暴的初、終日和活動期特征

1981—2013年，33年間隨州平均初雷日3月9日，初雷最早出現在1月4日（2000年），最晚出現在4月25日（1985年）。初雷出現在1月份有3年（2000、2001、2013），出現在4月份有6年（1984、1985、1994、1995、2006、2008年），初雷出現在2月、3月分別有7年和17年，隨州初雷出現在2、3月概率最大，占73%，出現在1、4月概率為33%。值得一提的是，初雷出現在1月份全部在2000年以后，說明2000年以后，初雷日有提前趨勢。

33年間，隨州平均終雷日為9月26日，最早出現在8月18日（2013年），最晚出現在11月29日（2011年）。終雷日出現在9月份共17年，占52%;出現在10月份6年，占18%;出現在8月和11月均為5年，各占15%。

從隨州雷暴初雷日和終雷日變化趨勢來看，33年間，初雷日有提前趨勢，平均提前近8 d/10年終雷日有推后趨勢，大約推后5 d/10年。

33年間，隨州平均雷暴活動期為202 d。從雷暴活動期天數變化來看，雷暴活動期呈增加趨勢，平均增加12 d/10年，這與前面平均初雷日有提前趨勢、平均終雷日有推后趨勢相吻合，與王學良等[3]的研究結果有所不同，具有一定地域特征。

2.2 雷暴的年際變化

1981—2013年，隨州近33年平均年雷暴日數為29 d，20世紀1980年為31 d，20世紀1990年為30 d，2000年為30 d，2011—2013年僅20 d[4]。年雷暴日數最多年份出現在1988年，為43 d，年雷暴日數最少年份是1993年和2012年，均為19 d，年雷暴最多日數和最少日數相差24 d。

近33年，雷暴日數線性變化呈下降趨勢，大約每10年雷暴日數減少2 d。這與沈定成等[5]的研究結果一致。但從三階滑動平均趨勢看，雷暴日呈先下降，再上升，再下降趨勢，1980年為波動下降趨勢，1980年末下降至最低點，1990年開始呈現波動上升，2000年中期又開始下降，這與鞏崇水等[6]的研究結果有所差別（圖1）。

2.3 雷暴的月、季變化

近33年，隨州1—11月均有雷暴發生，12月沒有出現過雷暴。隨州月平均雷暴日數高值出現在7—8月，占全年雷暴日數54%，最大值出現在8月，其次是7月，分別為8 d和7.8 d，4—6月為次高值區，4—8月雷暴日數占全年84%，2—4月是雷暴突增期，8—9月是雷暴陡減期，8月份平均雷暴日數是9月份的5倍。

一年中，冬季（12—翌年2月）平均雷暴日數最少，為0.5 d，占全年2%;其次是秋季（9—11月），平均雷暴日數為2.2 d，占全年8%;春季（3—5月），平均雷暴日數為7 d，占全年24%;最多為夏季（6—8月），平均雷暴日數19.1 d，占全年66%，這主要是因為夏季對流旺盛，局地強對流天氣多發，引發雷暴天氣（圖2）。

2.4 雷暴日變化

分析2001—2013年隨州雷暴日變化規律，38%的雷暴出現在夜間（20∶00～翌日08∶00）不記錄雷暴的具體時間），62%的雷暴出現在白天（08∶00～20∶00），上午9∶00～10∶00雷暴出現概率最小，而13∶00～15∶00是雷暴高發時段（占38%），這與大部分地區雷暴發生時段基本一致（圖3）。

2.5 各方位雷暴頻數

33年間，隨州S、SW、W、NW、N、EN、E、SE 各方位雷暴出現頻率分別為8%、28%、13%、16%、4%、8%、6%、16%（圖4）。可見出現頻率最高方位是SW，其次是NW和SE。一定程度上表明隨州西南方向雷暴最多，為28%，其次為東南和西北方向的雷暴，均為16%，北方雷暴最少，為4%。在該地區直擊雷防護中，應將接閃桿安裝在被保護物西南方向。

2.6 雷暴突變檢驗

氣候突變是普遍存在于氣候系統中一個重要現象，它表現為氣候在時空上從一個統計特性到另一個統計特性急劇變化。利用Mann—Kendall[7]法對隨州年雷暴日數序列進行突變檢驗，用原氣象序列構造統計量UF，用原氣象序列反序列構造統計量UB，由UF曲線可見，雷暴日數1996年以前在波動中呈下降趨勢，隨后有上升趨勢，2009年以后呈顯著下降趨勢（通過了信度為90%的顯著性檢驗）。從UF與UB交點判斷，隨州雷暴日數在1982、1996、2011年存在突變（圖5）。

3 結論

（1）隨州雷暴平均初雷日出現在3月9日，平均終雷日出現在9月26日，平均雷暴活動期為202 d，雷暴活動期呈增加趨勢，平均增加12 d/10年。

（2）33年間，隨州平均年雷暴日數為29 d，雷暴日數線性變化呈下降趨勢，1—11月均有雷暴發生，12月沒有出現過雷暴。一年四季均有可能出現雷暴，最多為夏季（6—8月），占全年66%。一日中，13∶00～15∶00是雷暴高發期。

（3）隨州西南方向雷暴最多，在該地區直擊雷防護中，可將接閃桿安裝在被保護物西南方向。

（4）利用Mann-Kendall法突變檢驗顯示，隨州雷暴日數在1982、1996、2011年存在突變。

參考文獻

[1] 張敏鋒，馮霞.我國雷暴天氣的氣候特征[J].熱帶氣象學報，1998（2）：3-5.

[2] 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）：299-307.

[3] 王學良，王海軍，李衛紅.近45年湖北省雷電日數的時空變化特征分析[J].暴雨災害，2007（1）：83-87.

[4] 黃小彥，王學良，李慧.2000-2006年湖北省雷電災害時空分布特征分析[J].暴雨災害，2008（1）：73-77.

[5] 沈定成.湖北省雷暴氣候特征及背景場分析[D].南京：南京信息工程大學，2011.

[6] 鞏崇水，曾淑玲，王嘉媛，等.近30年中國雷暴天氣氣候特征分析[J].高原氣象，2013，32（5）：1442-1449.

[7] 符淙斌，王強.氣候突變的定義和檢測方法[J].大氣科學，1992（4）：482-493.

責任編輯：黃艷飛