莆田市区雷暴活动特征分析

莆田市区雷暴活动特征分析
利用莆田市区1961～2012年的雷暴观测资料，通过数理统计、线性分析等方法，分析莆田市区52a来的雷暴气候变化特征。

结果得到：莆田市区年雷暴日数42.9天，属多雷区，年际变化较大，且呈现减少趋势，夏季雷暴日集中出现，汛期期间雷暴日占年雷暴日的95%以上，一天中14～21时是雷暴多发时段，统计莆田市区雷暴初终日，最早出现在1月2日，终日最晚出现在12 月29日，一年持续最长时间有333d，最短为138 d。

标签：雷暴特征分析
0引言
莆田市位于福建省沿海中部，地形以平原为主，北部多为山地丘陵，海拔较高，属南亚热带气候。

近年来受全球气候变暧、极端天气频发现象的影响，雷电灾害已成为莆田市严重气象灾害之一。

随着城市的高速发展，雷暴所带来的灾害及造成的经济损失也越来越引起人们的关注。

为此，笔者通过研究莆田市区52年雷暴记录资料，浅析雷暴日数的分布特征，为雷电防护工作提供参考依据。

1资料与方法
本文所使用的雷暴日数资料，取自位于莆田市区的荔城区气象局1961～2012年期间连续52年的地面气象观测资料，其中1981～1997年为雷暴24小时连续观测记录，其他年份为白天守班雷暴观测记录，夜间只记录雷暴符号不记录生消时间。

雷暴日为在一天内只要听到雷声（一次或一次以上）不论其持续时间长短，统计为一个雷暴日，单位为天。

气象记录以北京时20时为日界，若某一次雷暴跨越20时，按2个雷暴日计算。

根据莆田市区的气候特点，本文定义3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月至翌年2月为冬季。

采用数理统计、线性分析等方法使用EXCEL对莆田市区雷暴日数及初、终雷日等进行雷暴统计分析。

2结果与分析
2.1雷暴日数的年代、年际变化特征
1961～2012年莆田市区共出现2273个雷暴日，52年间年平均雷暴日数为42.9天，属多雷区。

按年代统计，1961～1970年出现雷暴435天、1971～1980年出现雷暴427天、1981～1990年出现雷暴475天、1991～2000年出现雷暴445天、2001～2010年出现雷暴387天，呈60～70年代出现雷暴较平稳，80年代以后有逐年代减少趋势。

从图1雷暴日数逐年变化趋势可见，莆田市区雷暴日数的年际变化很大，最多年份出现在1997年，为66天，最少年份出现在2011年，为21天，两者相差45天。

莆田市区52年间年雷暴日数超过48天的年份有12年，不足35天的年份有8年。

对年雷暴日数用最小二乘法求取线性拟合趋势，莆田市区雷暴日的年际变化曲线具有下降趋势，其趋势变化可用一次线性方程y=-0.1458x+332.41来表示，即莆田市雷暴日数自61年以来约以1.5d/10a的倾向率减少，但趋势不显著，没有通过0.1的显著性检验。

这一结论与我国整体雷暴日数波动趋势相一致。

2.2雷暴日数的季节变化
由图2可见，莆田市区的雷暴一年四季均有发生，但具有明显的季节性。

从图中可以看出莆田市区在春季雷电活动已经很活跃，这一季节出现的雷暴占全年的32.0%。

夏季的雷暴活动处于鼎盛时期，占全年的52.8%，主要是因为处于盛夏西南季风处于鼎盛时期，水汽和热量输送充足，同时地面气温明显升高有利雷电的发生发展。

秋季雷暴活动出现了明显的减弱，只占全年的13.1%，尽管这一时期冷空气的活动趋于频繁，但水汽和热量供应不足，湿度明显少于夏季和春季。

冬季是全年最不活跃期，只占全年的2.1%（基本没有雷电活动），主要是上空盛行东北季风，空气十分干燥，地面的气温也低，不利于雷电的发生发展。

2.3雷暴日数的月份变化
莆田市区每月都可能发生雷暴但分布很不均匀，从图3可以看出，雷暴日的月变化呈峰型分布特征，主峰在8和6月份，一年中汛期3～9月为雷暴活动最为频繁的月份，占全年的95.4%。

从3月开始雷暴逐月增多，8月达到最高值，之后减少。

其中8月雷暴最多，为465天，占雷暴总日数的20.5%，6月次之，有380天，占雷暴总日数的16.7%。

冬季是莆田市区雷暴的少发期，12月雷暴日数最少，52年仅出现6天。

2.4雷暴日数的日变化
为揭示莆田市区雷暴发生高概率时段的分布规律，对1981～1997年逐时雷暴发生次数进行统计，以1h为间隔，如有1次雷暴过程连续跨几个小时，则在出现的几个小时中每个时次都计为1次，如21时表示2001～2100时间段内有出现过雷暴。

如图4所示，其中X轴表示时间，Y轴表示次，发现雷暴活动在各时次分布极其不均匀，上午出现雷暴的概率相对较低，14～21时是雷暴多发时段（占全天雷暴时次的61.9%），高值出现在16时，次高值出现在17时，第三高值出现在18时，这说明16～18时是莆田市区雷暴发生高概率时段，该时段属于明显的下午多发型雷暴活动，其主要原因是夏季太阳辐射强度增强，午后热对流旺盛，极易产生强对流天气，从而激发雷暴的发生发展。

根据雷暴不同时段的寡多情况，分为二个时间段，14：00～21：00为雷暴活跃期，总次数为1511次，22：00～13：00为雷暴平淡期，占52年总次数的38.1%。

2.5雷暴生成和消散的方位特征分析
本文以1981～1997年共出现1826个雷暴系统资料进行统计分析，得出雷暴生成方位和消散方位玫瑰图5。

由图可知，在莆田市区的8个方位和天顶都可能出现雷暴和消散，以SW、NW和W方向出现雷暴最多，占总数的56.7%，以天顶最少，占总数的1%，以SE方向雷暴消散比出现突增，说明莆田市区雷暴是从西向东南发展的。

2.6雷暴初、终日及初终间日数的特征分析按地面气象观测规范雷暴的初、终日期挑选，以当年（1月1日～12月31日）最早出现的日期为初日，最晚出现的日期为终日。

统计莆田市区雷暴初终日观测记录，结果可以看出：莆田市区52a雷暴初日平均日期为3月1日，最早日期为1987年1月2日，最晚日期为2011年4月17日；雷暴终日平均日期为10月9日，最早日期为2001年8月29日，最晚日期为1981年12 月29日，雷暴初终间日数平均为226d，最长为1972和1992年的333d，最短为2011年的138d。

从雷暴初、终日各年分布看，呈现一个波动变化态，无明显变化规律。

以经验频率公式Pm=m/（n+1）×100%来计算雷暴初（终）日保证率，m为雷暴初（终）日由后（前）向前（后）排列的序号，n为样本，Pm为保证率。

由表1可知，莆田市区80%保证率雷暴初日出现在2月上旬，80%保证率雷暴终日出现在11月上旬，说明莆田市区11月上旬至翌年2月上旬出现雷暴的概率较少；5%保证率的初终日出现为4月上旬和9月上旬，说明4～8月是莆田市区雷暴高发时期。

3结论
（1）1961～2012年莆田市区年平均雷暴日为42.9天，最多年份为66天，最少年份为21天。

50多年雷暴日数线性以1.5d/10a的倾向率减少。

（2）莆田市区各月均有雷暴出现，夏季雷暴日集中出现，占年总量的52.8%，汛期期间雷暴日占年雷暴日的95.4%，12月雷暴日数最少，52年仅出现6天。

（3）莆田市区一天中14～21时是雷暴多发时段，其中16～18时出现雷暴次数最多，是雷暴发生高概率时段。

（4）莆田市区的8个方位和天顶都可能出现雷暴和消散，以SW、NW和W方向出现雷暴最多，SE方向雷暴消散比出现突增，说明莆田市区雷暴是从西向东南发展的。

（5）莆田市区雷暴初日最早出现在1月2日，终日最晚出现在12 月29日，一年最长时间有333d，最短为138d。

计算雷暴初（终）日保证率，表明11月上旬至翌年2月上旬出现雷暴的概率较少，4～8月是莆田市区雷暴高发时期。

参考文献
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