大连市雷暴日时空分布非一致性特征分析

大连市雷暴日时空分布非一致性特征分析
摘要利用大连市气象局资料档案室提供的8个观测台站1971―2013年雷暴日数统计资料，对大连市境内发生雷暴的时间和空间分布非一致性特征进行了数理统计分析。

结果表明：各地区平均雷暴日年际变化趋势不尽相同，全市平均雷暴日总体呈现下降趋势，下降的速度约为每10年1.2 d。

大连各地区雷暴日标准差和平均雷暴日在时间上的分布呈现明显的正相关特性。

大连市所有地区雷暴日的相对偏度系数和峰度系数在时间和空间上具有明显的年际变化特征，呈偏态分布。

雷暴日分布有明显的地域特征，连全市出现2个雷暴高发区为庄河沿河地区以及瓦房店和普兰店交界的
地带，旅顺及市区相对偏弱。

关键词雷暴日；时空分布；非一致性；指标；辽宁大连
中图分类号P446 文献标识码 A 文章编号1007-5739（2016）07-0233-03
Abstract Using the lighting disaster data from 8 observation station in Dalian City during 1971―2013，the spatial and temporal non-consistency of thunderstorm in the province was analyzed.The results showed that the thunderstorm days had an obvious decreasing trend，the speed
was 1.2 d per 10 years.There were visible correlation between mean thunderstorm days and its standardized variance.The skewness and esharpness coefficients of thunderstorm days among stations，they were visible correlation between mean thunderstorm days and its standardized variance.Along the coast of Zhuanghe River and border area of Pulandian and Wafangdian were the srongest center of lightning density，the lowest level were Lvshun and downtown area.
Key words thunderstorm days；spatiotemporal distribution；non-consistency；index；Dalian Liaoning
雷电作为国际公认的一种天气灾害，它具有瞬时暴发性、随季节变化性以及频繁产生性，其分布的时空具有局部性、离散性和广阔性。

它作为一种极端强对流天气，经常造成不同程度的人员伤亡及经济损失。

据了解，我国很多省、市均已经已经开展了对雷暴日的深入研究：陈思蓉等通过全国743个站点分析了我国雷暴气候分布特征及变化趋势[1]；吴安坤等对贵州省雷暴活动强度进行了分析[2]；王学良等对我国中部五省雷暴日时空分布特征进行了研究[3]，李照荣等分析了西北地区雷暴气候特征[4]；王学良等研究了近45年湖
北省雷暴日数的时空变化特征[5]；四川省、江苏省城市、来宾市、聊城市、成都市、威海市[6-11]等也相继对雷暴日的时空变化特征做了详尽分析。

本文以大连全市的雷暴日为基础，
分析其在时间和空间分布的特征，同时研究区域性雷暴气候时空分布特征对雷电防护具有重要的实际意义。

1 资料来源与方法
资料来源于大连市气象信息中心收录的1951―2013年7个观测站（本站、金州、旅顺、普兰店、瓦房店、庄河、长海）的雷暴日统计资料。

2 结果与分析
2.1 雷暴日的时间分布特征
2.1.1 大连市各地区的雷暴日年变化和7个台站平均雷暴日分布。

根据大连地区7个观测站近43年的雷暴日观测数据，绘制出大连各地区雷暴日年际分布图，如图1所示。

经统计，各地区雷暴日最大值为43 d，最小值为6 d。

各地区雷暴日年际变化趋势不尽相同，大连本站和长海的雷暴日呈现整体上升趋势，而金州、旅顺、普兰店、瓦房店、庄河均呈现整体下降趋势。

从表1可以看出，瓦房店雷暴发生频度最高为平均24.1 d/年，金州频度最低为平均17.4 d/年。

图2为大连市1971―2013年7个观测台站平均雷暴日的年际变化。

全市平均雷暴日呈现整体下降趋势，下降的速度约为每10年1.2 d。

1971―2013年的年平均雷暴日为20.7 d/年，其中1986年年平均雷暴日数最多为30 d，2003年年平均雷暴日数最少为14 d。

2.1.2 大连市各地区雷暴日的标准差和离差。

从图3可以看出，历年大连市站间标准差的平均值为4.47 d，各站之间雷暴日水平差异相当。

离差系数平均值仅为0.22，反映了各站点雷暴日发生天数与平均值偏离程度不大，年际变化幅度及数据离散程度较低。

为了直观表示1971―2013年大连各地区平均雷暴日和雷暴日标准差之间的相关性，利用统计学原理绘制图4。

由图可见两者呈现明显的正相关特性，即当平均雷暴日增多时其标准差也相继增大，其真实性可以通过置信度为0.001的显著性检验。

2.1.3 平均雷暴日的相对偏度系数和相对峰度系数。

图5为大连所有地区雷暴日相对偏度系数和相对峰度系数的年
变化分布，分析可得大连市的雷暴日时间分布左右不对称（即偏态分布），其中有16年为负偏，27年为正偏，正偏占所有统计年限的63%。

43年间相对偏度系数平均值为0.36，相对偏度系数绝对值的平均值为0.72。

从图5中可以看出，相对偏度系数最大值为1986年的1.94，最小值为2009年的-1.22。

1990年之前除1979年外其余全为正偏，从1990年至今呈现正负分布基本相当的变化特征。

充分说明雷暴日的时间分布呈现非均匀一致的特性。

经统计，大连市所有地区的雷暴日中有23年的相对峰度系数为负数，占全部的53%。

43年间相对峰度系数平均值为-1.37，相对峰度系数绝对值的平均值为1.32。

从图5中可以看出相对峰度系数最
大值为1977年的4.82，最小值为2007年的-1.7。

2.2 雷暴日的空间分布特征
2.2.1 全市平均雷暴日的空间分布。

图6绘制了1971―2013年大连市年平均雷暴日的空间分布，雷暴日分布有明显的地域特征，大连全市出现2个雷暴高发区为庄河沿河地区以及瓦房店和普兰店交界的地带，旅顺及市区相对偏弱，两极之间平均雷暴日相差约3 d。

2.2.2 全市雷暴日标准差的空间分布。

图7绘制了1971―2013年全市雷暴日标准差的空间分布情况，全市43年雷暴日的标准差在空间分布上的平均值为4.47 d，其中最大值5.52 d出现在瓦房店的东部，最小值
3.61出现在旅顺。

2.2.3 全市雷暴日相对偏度系数的空间分布。

图8绘制了1971―2013年全市雷暴日相对偏度系数的空间分布情况，全市43年雷暴日的相对偏度系数在空间分布上的平均值为0.39，绝对值的平均值为0.42，其中最大值出现在瓦房店，次大值出现在普兰店，最小值出现在旅顺。

正偏占空间分布的85.7%，分布特性以正偏为主。

说明除普兰店和瓦房店部分地区的相对偏度系数大于0.42外，其余所有台站的年平均雷暴日变化不大，呈现非均一的特点。

2.2.4 全市雷暴日相对峰度系数的空间分布。

图9绘制了1971―2013年全市雷暴日相对峰度系数的空间分布情况，全市43年雷暴日的相对峰度系数在空间分布上的平均值为
0.46，绝对值的平均值为0.6，其中最大值1.51出现在瓦房店，最小值0.2出现在旅顺，只有庄河的相对峰度系数为负值，正值占85.7%。

由图8、9可知，全市雷暴日的相对偏度系数和相对峰
度系数在空间分布上极为相似，二者具有典型的正相关特性。

3 结论
通过对大连市1971―2013年7个观测站的雷暴日统计
资料分析得出大连市雷暴日数在时间和空间上的非均匀一
致的特性，各地区雷暴日年际变化趋势不尽相同，大连本站和长海的雷暴日呈现上升趋势，而金州、旅顺、普兰店、瓦房店、庄河均呈现下降趋势。

全市平均雷暴日为20.7 d，总
体呈现下降趋势，下降的速度约为每10年1.2 d。

各站之间
雷暴日水平差异相当，离差系数平均值仅为0.22，反映了各站点雷暴日发生天数与平均值偏离程度不大，年际变化幅度及数据离散程度较低。

大连各地区雷暴日标准差和平均雷暴日在时间上的分
布和全市雷暴日的相对偏度系数和相对峰度系数在空间上
的分布均呈现明显的正相关特性。

雷暴日分布有明显的地域特征，大连全市出现2个雷暴高发区为庄河沿河地区以及瓦房店和普兰店交界的地带，旅顺及市区相对偏弱。

大连市所有地区雷暴日时间分布左右不对称，具有明显的年际变化特征，呈偏态分布。

大连所有地区的雷暴日的在
时间分布上的正偏占所有统计年限的63%。

而相对峰度系数53%为负数，年际变化明显。

大连所有地区的雷暴日在空间分布上的正偏占所有统
计年限的85.7%。

相对峰度系数85.7%为正数。

除普兰店和瓦房店部分地区的相对偏度系数大于0.42外，其余所有台站的年平均雷暴日变化不大，呈现非均均匀一致的特点。

4 参考文献
[1] 陈思蓉，朱伟军，周兵.中国雷暴气候分布特征及变化趋势[J].大气科学学报，2009，32（5）：703-711.
[2] 吴安坤，丁?F，张淑霞，等.基于信息扩散论的贵州省雷暴活动强度分析[J].防灾科技学院学报，2015，17（3）：24-29.
[3] 王学良，余田野，朱传林，等.我国中部五省雷暴日时空分布特征研究[J].热带地理，2013，33（1）：13-21.
[4] 李照荣，康凤琴，马胜萍.西北地区雷暴气候特征分析[J].灾害学，2005，20（2）：83-88.
[5] 王学良，王海军，李卫红.近45年湖北省雷暴日数的时空变化特征[J].暴雨灾害，2007，26（1）：83-87.
[6] 苏科学，冯桂力，李波兰.雷暴天气过程中降水结构与闪电活动特征个例研究[J].气象科技，2014，42（5）：865-873.
[7] 王锡中，叶玉珍，钟颖颖，等.江苏省城市雷暴日分布特征[J].气象科学，2011，31（1）：93-97.
[8] 黄翠珍，黄芳，李荣迪.近55年来宾市雷暴日数特征分析[J].气象研究与应用，2011，32（3）：88-91.
[9] 刘顼，孙培良，苗德权，等.基于GIS的聊城市雷暴日数时空变化特征[J].中国人口资源与环境，2014，171（24）：339-343.
[10] 段炼，陈章.近42年成都地区雷暴的气候统计特征[J].自然灾害学报，2006，15（4）：59-64.
[11] 宫翠凤，姜中民，周丹，等.威海市雷暴特征分析[J].气象与环境科学，2010，33（3）：48-51.
[12] 项静恬，史久恩，周琴芳，等.动态和静态数据处理一时问序列和数理统计分析[M].北京：气象出版社，1991.。