丹东地区雷暴的气候特征研究

丹东地区雷暴的气候特征研究
李丹;单振宇;韩卫东
【摘要】利用丹东地区4个气象观测站1960-2009年月雷暴日数资料,统计分析了近50年丹东地区的雷暴特征,并对产生雷暴的天气进行日、月和年的统计分析和演变分析.结果表明:该地区雷暴天气的时空分布特征十分明显,季节变化特征和年际变化规律都比较特殊.雷暴次数在空间分布上可分为3个区域:北部山区(宽甸县、凤城市北部),中部丘陵(凤城南部、浪头站),南部沿海(东港市);其中北部山区雷电密度最大,自南向北雷暴频数明显增多,南部沿海发生雷暴的几率比较稳定,接近平均值.【期刊名称】《宁夏农林科技》
【年(卷),期】2011(052)003
【总页数】3页(P45-47)
【关键词】雷暴;气候统计;空间分布;演变特征
【作者】李丹;单振宇;韩卫东
【作者单位】辽宁省东港市气象局,辽宁,东港,118300;辽宁省宽甸满族自治县气象局,辽宁,宽甸,118200;辽宁省丹东市气象局,辽宁,丹东,118000
【正文语种】中文
【中图分类】P446
雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流天气，一般只伴有阵雨，而强雷暴常伴有强烈的暴雨、大风、冰雹、龙卷风等灾害性天气。

雷暴出现后，持续时间有所差异，有的
只有几分钟，有的可持续数小时之久，一般而言，持续时间多在1～2 h。

伴随雷
暴发生的闪电是发生在因强对流天气而形成的雷云之间、云对地之间强烈瞬间放电的自然物理现象，是强对流活动的重要表征之一。

随着社会的进步和微电子业的迅猛发展，雷电灾害也随之呈现上升趋势，由此带来的损失也日益增多。

雷暴给人类造成的灾难和损失也非常大，如1989年青岛油库重大火灾就是由雷暴造成的。

雷电对于航天飞行也极具威胁，更为严重的是每年都有成千上万的人因雷击伤亡。

伴随强雷暴产生的暴雨天气也给人民生活带来一定的影响，暴雨过后常产生内涝，甚至因暴雨而导致水库泄洪、海潮顶托造成水灾，对国民经济，尤其是农业生产的影响都很大。

由此可见，研究雷暴天气有着十分重要的意义。

但是已有的大部分研究工作涉及的范围较小，没有对整个丹东地区雷暴的形成及各方面特征作系统的分析；有的侧重局地雷暴预报或个例分析，所选用的资料也不尽完整。

为此，笔者利用1960—2009年近50年的资料，全方面的分析研究丹东地区的雷暴气候特征，包括地域分布、年际变化、时空分布特征，以及与其相关产生的灾害天气的关系和比率等，以期为防灾、减灾提供气候背景资料，也为研究雷暴与强对流天气之间以及雷暴与大尺度环流之间的联系打下基础。

1 丹东地区地理与气候概况
1.1 丹东地区地理特点
丹东地区位于辽宁省的东南部，北部与本溪市相邻，西部与大连市相邻，东部与朝鲜隔江相望，南临黄海，是中国海岸线最北端的边境城市。

丹东地区主要由长白山余脉和千山东延部分构成，山体多呈北东向延伸，部分呈东西或北西向展布，属辽东丘陵东部。

自北向南依次分为低山丘陵区，波状平原区和沿海平原区，地势北高南低。

其中山地丘陵约占总面积的75%，平原谷地约占15%，其余占10%。

宽甸县和凤城市北部属于乱桓山地，山高谷深，地势较高，平均海拔500 m左右，1000 m以上高峰有14座；凤城市南部、丹东市北部和东港市北部多低山和丘陵，
山间多谷地和盆地；丹东市区至东港市中南部延迄黄海之滨，地势平坦，但稍有起伏。

1.2 丹东地区气候背景
丹东地区位于欧亚大陆东岸中纬度地带，属暖温带季风型大陆性气候，南部受黄海影响，具有海岸性气候特点。

冬半年盛行北风，气候干冷，但无严寒；夏半年盛行南风，气候暖湿，但无酷暑，是中国东北部雨量最多的地区，其中宽甸地区也是东北的暴雨中心。

2 气象资料选取与处理
选取1960—2009年丹东地区资料完整的4个常规气象自动站的气象资料，所选取的4个站中有1个为国家基准气候站，全天24 h记录天气现象和起止时间；1个为国家基本气象站，每3 h进行1次观测发报；另外2个为国家一般气象站，08：00～20：00 记录天气现象和起止时间，20：00～08：00 只记录天气现象而无起止时间。

依据《地面气象观测规范》，在气象上规定日界为20：00，在统计雷暴出现时，若某一次雷暴跨越20：00时，按2个雷暴日计算。

在4个气象观测站中，每天只要有1个站出现雷暴，就记为1个雷暴日，2个站及以上或4个站同时出现雷暴，都记为1个雷暴日；当某一次雷暴过程出现2次或以上时，按1个出现日计算，不单独计算每个站出现的次数。

3 雷暴的时空分布特征
3.1 雷暴的空间分布特征
从50年统计资料看，丹东地区雷暴分布总趋势为自南向北递减，主要集中在宽甸县和凤城市北部，浪头气象站和东港市北部的雷暴少于前2个地区，东港市南部雷暴最少。

多雷暴带大多与地形密切相关，在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云。

在滨海的山岭地带，近海的一面山坡上便常易有雷雨发生，这是由于海风潮气比较重的缘
故。

所以丹东地区的多雷暴带也与地形有关，主要的多雷暴带有：毛甸子—青依山—宽甸，双山子—大山头—宽甸，岫岩—鸡冠山—白旗—红旗，青城子—四门子—刘家河—大堡—东汤，赛马镇—大青镇—四门子—大堡，长安—铁甲—前阳，罗圈背—小甸子—孤山。

综上所述，即北部多于南部沿海，山区多于平原。

3.2 雷暴的时间分布
3.2.1 雷暴的年际变化近50年来丹东地区共有雷暴日2203 d，平均每年44 d，
已经超过了中纬度地区的全球平均值（20～40 d）。

但是雷暴的年分布不均匀（图1），雷暴日最多的年份是1962年，为56 d；最少的年份是1976年，只有26 d。

还可以看出20世纪60年代初和70年代初的波动比较大。

整体来看，雷
暴的发生率呈现下降趋势，这也与近年来的人工防雷影响天气是密不可分的。

3.2.2 雷暴的季节变化由表1可知，丹东地区的雷暴多发生在夏季，春季和秋季次之，冬季很少发生。

夏季雷暴发生频数占全年的57.8%，春季和秋季发生的频数
分别为16.2%和25.5%，冬季发生的频数仅为0.5%，而且历史上1月份没有雷暴发生过。

虽然夏季雷暴占了很重要的比率，但是有个别年份不完全相似，甚至是相反的。

如1973年，雷暴日数偏多（51 d），而秋季出现的日数明显多于夏季。

冬季偶有雷暴发生，是由于有时冬季天气偏暖，暖湿空气势力较强，当北方突然有较强冷空气南下，暖湿空气被迫抬升，对流加剧，就会形成雷阵雨，出现雷暴的现象。

表1 1960—2009年丹东地区雷暴的季、月分布季节月份雷暴日数（d）月频数（%）季频数（%）390.4944.316.2525511.6642419.2夏
743419.757.8841518.8928512.9秋102099.525.511673.11280.4冬
1000.5230.1合计 - 2203100100春4
3.2.3 雷暴的月分布由表1可知，在丹东地区，2～12月都有雷暴产生。

雷暴日数最多为7月，有434 d，平均每年7月有9 d雷暴，其中最多的是1985年和
1991年，多达17 d；6月份雷暴日数仅次于7月，有424 d。

1年中雷暴最早出现在2月，50年中2月共出现过3次雷暴，分别为1983年、2007年和2009年；最晚出现在12月份。

3.2.4 雷暴的日变化由图2可知，丹东地区雷暴天气在全天各时段均有发生，一天中有2个发生高峰期：13：00和20：00。

从09：00开始，雷暴发生的频数逐
渐增加，到13：00达到峰值；从18：00～20：00雷暴发生频率又快速上升而
达到另一个高峰期。

这是由于午后或傍晚，气温升高，热力对流较上午发展更为旺盛，更加容易出现局地热力性对流天气，气层由于其稳定度的日变化而每到午后或傍晚就会变得不稳定，因而可有雷暴出现。

雷暴的持续时间一般都在1 h以内，50%以上的雷暴持续时间都不超过30 min。

相对来说，北部地区雷暴持续时间长，南部沿海持续时间短。

3.2.5 初、终雷暴日从50年的统计资料来看，雷暴出现较早的年份为浪头站的1983年、宽甸的2007年和凤城的2009年，其中浪头站的1983年2月17日是最早的雷暴日；初雷暴日最晚出现在1970年5月19日，4个站均有雷暴发生，
最早初雷日和最晚初雷日相差91 d。

终雷暴日一般发生在11月，个别年份12月份也有雷暴发生，终雷暴日出现最早的日期是凤城的1976年10月6日；最晚出现在东港和浪头的1993年12月26日，最早终雷日和最晚终雷日的日期相差81 d。

初、终雷暴日之间间隔时间最长的是1993年，有262 d；最短的是1976年，为 152 d。

4 雷暴的来向
据统计，丹东地区的雷暴天气多自西北方向上来，而且强度较大，西南方向上来的次之，东北和东南方向上来的雷暴很少，这和丹东地区特殊的地形密切相关，而且从南面海上发展而来的积雨云较少。

从季节来看，在春夏两季由西北和西南方向上
来的雷暴天气最多；在秋季西北方向上来的雷暴最多，东北和西南次之。

因此，加强对西北方向雷电的监测，及时地进行人工防雷防雹，能有效地减少自然灾害给人们和社会带来的各项损失。

5 雷暴的强度
5.1 冰雹和雷暴比率
丹东地区共有雷暴2203 d（表1），由4个加密自动站资料以及政府等部门的灾情调查资料统计出50年来共有冰雹181 d，冰雹和雷暴的比率为8.22%。

这只是根据现有的气象资料进行计算，还有一些乡镇为冰雹的多发区，但是由于没有科学的统计手段，只能从群众中调查统计冰雹的发生率。

据不完全统计，近50年降雹日远远大于181 d，可见冰雹和雷暴的比率更大，即雷暴伴随着冰雹的天气比较常见。

据现有资料看，雹雷比率最高的年份为1969年、1973和1983年，其比值为19.22%。

从各方面的资料来看，全地区共有百余个乡镇遭受雹灾，强的雷暴伴随的降雹造成的灾情是非常严重的。

例如1984年10月2日02：40出现的一次冰雹过程，持续时间20 min，地面冰雹厚度最深处可达40 cm，最大冰雹直径有17 cm，此次的短时雷雨、冰雹过程主要发生在东港市，造成3个村和12个村民组的农作物全部绝收。

5.2 暴雨和雷暴的比率
据统计资料，近50年来伴有雷暴出现的暴雨过程共有280次，占总雷暴的12.7%，其中有大暴雨过程35次。

虽然暴雨的发生占总雷暴的比率较低，但是暴雨的强度显而易见。

这种灾害性天气往往可造成洪涝灾害和严重的水土流失，导致工程失事，堤防溃决和农作物被淹等重大事故，特别是对于一些地势低洼和地形闭塞的地区，雨水不能迅速排泄而造成的农田积水和土壤水分过度饱和，从而造成更多的灾害，带来的经济损失也相当严重。

6 雷暴的演变特征
由图3可以看出：春、夏、秋3季的雷暴发生频率比较相似，除个别年代异常外，都有相似的波形。

春季雷暴曲线没有明显变化，总的来看都在7 d附近振荡，只
是在20世纪80年代中期时有过1个高峰期，最大峰值出现在1984年，雷暴多
达16 d。

夏季雷暴略呈线性下降趋势，大体都在平均值25 d附近振荡。

在20世纪60年代初期有过1个高峰期，最大峰值在1962年，为46 d。

秋季雷暴值都在平均值11 d周围振荡，2002年开始有下降趋势，最大峰值出现在1973年，为
23 d。

很明显的看出，夏季雷暴曲线都在春季和秋季曲线之上徘徊，远远多于春
季和秋季。

7 结论
（1）丹东地区雷暴由北部山区向南部沿海逐渐递减，凤城市北部和宽甸县是雷暴高发区，东港市南部出现的雷暴最少，这与丹东地区特殊的地理条件密切相关。

（2）丹东雷暴除了1月份没有出现外，其他月份均有发生，主要集中在6～8月，6、7月雷暴最为活跃。

（3）丹东雷暴大多发生在午后和傍晚，高峰期在13：00和20：00左右。

雷暴
持续的时间大部分在1 h以内，多数地区有50%以上的雷暴持续时间不超过30 min。

（4）从雷暴的演变趋势来看，春季雷暴变化比较平稳，均接近正常值；夏季雷暴趋于下降形势，从而也证明了人工防雷影响天气的作用；秋季雷暴略呈下降趋势，变化幅度不大。

（5）雷暴的强度都比较大，尤其是伴随的冰雹、暴雨等灾害性天气比较常见，造成的损失较大。

【相关文献】
[1]李爱贞，刘厚凤.气象学与气候学基础[M].北京：气象出版社，2008.
[2]王道宏，郄秀书，郭昌明.雷电与人工引雷[M].北京：上海交通大学出版社，2000.
[3]张敏锋，刘欣生，葛正谟.我国北方地区雷电活动的时空分布[J].高原气象，2000，19（3）：277-284.
[4]王月兰，莫瑶，魏敏.山东省滨州市雷暴气候特征分析[J].安徽农业科学，2009，37（25）：12076-12077.
[5]周筠君，张义军，郄秀书.陇东地区冰雹云系发展演变与其地闪的关系[J]. 高原气象，1999，18（2）：235-244.
[6]黄彦彬，王振会.利用SD型闪电频数识别高原雷雨云和冰雹云[J].南京气象学院学报，2001，（3）：27-31.
[7]陆亚龙，肖功建.气象灾害及其防御[M].北京：气象出版社，2002.
[8]高晓东，杨仲江，刘晓东.上海地区雷暴时空分布特征分析[J].安徽农业科学，2010，38（21）：11246-11248.
[9]陈谓民.雷电学原理[M].北京：气象出版社，2003.
[10]郭跃.灾害易损性研究的回顾与展望[J].灾害学，2005，20（4）：92-96.
[11]MARK M W，ROEDER W P.Forecasting wet microburst on the central Florida Atlantic Coast in support of the Unite States Space Program[R].18thConf.on Severe Local Storms，1996：654-658.
[12]周诗健.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[13]王东.宿州市近56年雷暴气候特征分析[J].安徽农业科学，2010，38（26）：14494-14495.。