三门峡地区近30a降水雷暴及趋势分析

三门峡地区近30a降水雷暴及趋势分析作者：陈静来源：《农业与技术》2013年第12期摘要：利用线性系数法和气候趋势法，显著性检验等气候方法，通过对三门峡地区1981～2010年降水和雷暴的分析，结果表明：三门峡降水量年内、年际、年代际分布不均匀，降水和雷暴均呈减少的趋势。

降水主要集中在夏季，占年总降水量的63.6%，7月是降水量最多的月份，占年总降水量的20.3%；其次是秋季，占年总降水量的23.3%；春季为17.6%，冬季最少。

80年代降水最多，90年代最少。

三门峡降水不均匀系数CL在0.24～0.34之间。

暴雨出现最多频率为6.67%～13.3%。

雷暴出现频繁的月份是6～8月，占最多日数的62.2%，雷暴最多月份出现在7月。

关键词：降水；暴雨；雷暴；不均匀；系数；三门峡中图分类号：P426.6 文献标识码：A1 引言近年来世界上极端气候增多，干旱、洪涝等出现频繁。

我国气候变化趋势与全球变化基本一致，气温普遍上升，降水增减不同，存在着明显的区域特征，左洪超 [1-2]等研究了华中地区近来的降水变化特征，苗长明 [3-4]等分析了河南省年、季降水的区域特征。

不同地域有着自己独特的气候特征。

可以造就不同的文化和物产。

“紫气东来”一词就发源于三门峡灵宝的函谷关，著名的《道德经》也是在此诞生的。

三门峡属于豫西山区，东至渑池，西至灵宝，南是卢氏，北临山西，在黄河南岸，北部是黄土高原的东南边缘，地势西南高，东北低，地貌条件极为复杂。

三门峡地貌以山地、丘陵和黄土塬为主，山脉众多，豫西山地是秦岭主干的向东延续部分，主要分支山脉有走向东西的小秦岭，跨崤山、熊耳、伏牛三大山脉。

三门峡地处黄河、长江分水岭的南北，有洛河、鹳河、淇河三大水系。

三门峡大坝，山川河流，原始森林，山谷深度大，水域面积广，地质构造复杂，切割严重。

山丘、山体海拔高度在300～1500m之间，最高达2413.8m。

三门峡地处中纬度内陆区，属暖温带大陆性季风气候[5]。

冬季，受蒙古冷高压南下控制，吹西北风，气候干冷，降水少；夏季主要受太平洋副热带高压控制，天气炎热，并且由于副高强度活动位置不同，可以导致当地形成炎热干旱、湿热干旱和雨涝等不同类型的气候，有时也会连旱连涝；春、秋季凉爽，四季分明。

正因为三门峡地区所在的位置多山区，河流，峡谷，容易引起强烈的对流活动，形成雷暴和暴雨，造成洪涝和泥石流灾害。

本文详细研究了三门峡近30a的暴雨和雷暴情况，是为了掌握规律，避免灾害和伤亡，保护人民生命安全和生活平稳，为当地人民生活和生产提供参考。

2 资料与方法2.1资料本资料是选取三门峡地区1981～2010年连续30a的地面观测数据。

三门峡地区有国家级气象站4个，三门峡和卢氏为国家基本气象站，灵宝和渑池为国家一般气象站，选择这4个站1981-2010年地面观测资料，进行统计分析。

资料是经过严格质量控制后的地面观测资料，数据质量可靠。

2.2方法线性趋势：用表示样本量为的某气候变量，表示所对应的时间，建立与之间的一元线性回归方程：， i=1，2，…，即用一合理的直线表示与之间的关系。

式中为回归常数，为回归系数（即倾向值）。

、值用最小二乘法进行估计[6]。

，，其中，，时间与变量之间的相关系数为：回归系数，表示气候变量的变化趋势倾向。

>0，说明随时间的增加呈上升趋势；相关系数表示变量与时间之间线性相关的密切程度。

3 降水量的分布情况河南的降水，主要来自季风带来的暖湿气流，三门峡也不例外。

年际变化有其周期性、随机性、趋势性；年内变化是指降水量随季节与月份的变化而变化。

不同地区其降水量主要受季风强弱的影响，与当地所处的气候带、距水域远近以及地形地貌有关。

降水量年际变化大，分布不均匀，常发生干旱、洪涝及连旱连涝灾害[7-10]。

季风强弱、进退情况直接影响到降水的范围和量值。

三门峡市降水量的年际变化、年代际变化和年内变化都比较明显。

1a当中，不同的季节降水量会有很大的差异，有季风气候的明显特点。

不同年代降水量也不同。

日最大降水量，指24h内最大的降水量；暴雨是指24h降水量≥50mm的降水。

3.1降水的年际分布通过对三门峡1981～2010年降水资料的数据统计分析，年降水量的变化既有规律性又有突变性[11-13]。

用Excel软件，作出各站雨量在30a间降水的变化曲线图，图1—图4，可以看出各站不同年份降水量的变化情况。

横坐标代表从起始年至终止年的年份，纵坐标代表年平均降水量，蓝色曲线为降水量变化曲线，黑色为降水线性变化趋势线，图5曲线为各站年降水量总图。

图1 三门峡降水量年际变化图图2 灵宝降水量年际变化图图3 渑池降水量年际变化图年份图4 卢氏降水量年际变化图图5 三门峡市降水量年际变化总图可以看出，4 个观测站年降水量变化趋势是比较一致的，降水变化线性趋势明显是减少的，与实际情况相符。

三门峡的降水量在1990 ～2000年间年变化相对比较平缓，不太明显。

原因有待于进一步研究。

4个站30年降水量变化倾向率分别为：三门峡为-48.5mm/10a，R² = 0.1037，通过0.1的信度检验；灵宝为-15.3mm/10a，渑池为-24.1mm/10a，卢氏为-16.5mm/10a，即三门峡减少最多，灵宝减少最少，这3个站未通过显著性检验，即降水量减少，但并不显著。

3.2 降水量的年代际变化由图-6可以看出，80年代降水量最多，图中蓝色所示。

90年代降水量最少，00年代降水量有所增加，但仍低于80年代。

图6 三门峡地区降水年代际分布3.3 降水量的年内变化降水量的年内变化，也就是降水量随着季节的变化有所不同，降水量主要集中在7～9月，也就是说主要集中在夏季，占年总降水量的63.6%，7月份降水量最多，占年总降水量的20.3%；秋季，占年总降水量的23.3%；春季为17.6%，冬季降水量最少，占年总降水量的3.5%。

卢氏降水量最多。

4 降水百分率及不均匀系数1981～2010年，30年各月降水及所占百分比，降水不均匀系数的情况，如表2。

表2 1981～2010年各月降水、百分比、降水不均匀系数站名三门峡灵宝渑池卢氏月份降水量百分率降水量百分率降水量百分率降水量百分率1 4.9 0.9% 6.4 1.1% 8.8 1.5% 6.1 0.9%2 8.1 1.5% 11 1.8% 14.5 2.4% 11.3 1.8%3 19.9 3.6% 25.6 4.3% 27 4.5% 26 4.0%4 31.2 5.7% 39.8 6.6% 31.6 5.3% 37.8 5.8%5 57.7 10.5% 61.6 10.3% 61.9 10.3% 63.9 9.9%6 66.4 12.1% 69.8 11.6% 67.7 11.3% 76.3 11.8%7 111.3 20.3% 117.8 19.6% 118.9 19.8% 139.1 21.5%8 93.8 17.1% 99.3 16.5% 107.2 17.8% 109.4 16.9%9 84.1 15.3% 86.9 14.5% 87.2 14.5% 91.2 14.1%10 49.7 9.0% 57.4 9.6% 49.2 8.2% 57.3 8.9%11 18 3.3% 18.7 3.1% 19.9 3.3% 21.9 3.4%12 4.6 0.8% 6.4 1.1% 7.7 1.3% 6.6 1.0%全年 549.7 100.0% 600.7 100.0% 601.6 100.0% 646.9 100.0%平均 45.8 50.1 50.1 53.9CL 0.34 0.32 0.32 0.24降水不均匀系数CL可以表示降水的分布情况，不均匀系数的值越小，说明年降水量的月分配较均匀。

CL的计算方法，即年内各月降水量超过年平均的月份（以12个月计算的）的降水距平之各与全年降水总量的比值。

以三门峡为例，其中5～10月份雨量均大于平均值45.8，5～10月份雨量之和463.3减去平均值的6倍，即463.3～6*45.8，占年值的比率，为0.34。

三门峡市降水不均匀系数CL在0.24～0.34之间，与孙号茗[14]淮河流域、黄河流域及华北地区，不均匀系数介于0.25～0.35之间的研究成果基本一致。

5 暴雨出现的日数及频率1981-2010年，每年暴雨日数（大于等于50mm降水量）及出现频率的统计，如图7。

三门峡市暴雨出现最多的年份是1982年，4个站均出现。

三门峡出现暴雨频率最多的1982年和1989年，分别是4次和3次，频率是13.3%和10%；灵宝有5次频率6.67%的，最多年是2次，其中有1982年；渑池最多年是4次和3次，分别出现在1982年和2003年，频率是13.3%和10%；卢氏最多的是3年均出现3次的，频率均是10%，其中有2010年。

相对来讲，灵宝年暴雨出现多次的频率相对要小。

图7 暴雨日数分布6 雷暴最多日数分布与雷暴出现趋势分析暴雨出现时常常伴有雷电活动，因为有强烈的对流运动，对流云中正负电荷放电的现象就会形成雷暴。

雷暴出现频繁的月份是6～8月，占最多日数的62.2%，仍然是7月份出现的次数最多，与降水量最多月份一致。

但5月雷暴日数25日，明显大于7月雷暴出现日数17日，这可能与5月冷暖空气交汇大气易出现电荷放电现象有关。

最少的是冬季12月至来年的2月，占4.4%。

近30a来，三门峡1月和12月没有雷暴出现。

从图8可以看出，雷暴日数的月分布情况。

图8 三门峡月雷暴日分布图图9表示三门峡地区雷暴的年际变化情况及减少趋势，三门峡雷暴日变化倾向率为-1.56d/10a，灵宝为-1.0d/10a，渑池为-1.3d/10a，卢氏为-0.6d/10a。

其中，卢氏 R² = 0.0079，灵宝 R² = 0.0357，三门峡R² = 0.0832，渑池 R² = 0.0815 ，均未对过显著性检验，说明雷暴是随机事件，虽然有减少的趋势，但未并不显著。

图9 三门峡雷暴日年际变化7 小结与综述通过三门峡地区1981—2010年资料统计分析，得出几个结论：三门峡地区的降水主要出现在7月份，占年总降水量的20.3%，年日最大降水量都在100mm以上，出现暴雨次数最多的是卢氏；降水的年代际分布是80年代最多，90年代最少；三门峡地区的降水和雷暴均呈减少趋势，暴雨常伴有雷暴发生。

但只有三门峡降水减少趋势通过显著性检验，其余均未通过；降水量变化倾向率分别为：三门峡为-48.5mm/10a，灵宝为-15.3mm/10a，渑池为-24.1mm/10a，卢氏为-16.5mm/10a。

即三门峡减少最多，灵宝减少最少；暴雨出现最多频率分别是三门峡13.3%，灵宝6.67%，渑池13.3%，卢氏10%；雷电活动频繁时期也在7月。