第25卷第4期 2010年8月 成都信息工程学院学报 JOURNAL OFC剽匮 GⅨ UNIVERSITYOFINFORMATIONTF_.CHNOL ̄ ̄Y Vb1.25No.4 Aug.2010
文章编号:1671—1742(2010)04.0409 05
福建永安雷暴气候特征分析
朱会芸 , 游火龙 , 李秋菊2, 熊双全3
(1.福建省永安市气象局,福建永安366000;2.山东莱芜钢铁集团自动化部,山东莱芜271104;3.96167部队气
象台,福建永安366000)
摘要:通过统计福建省永安市1958—2007年逐日雷暴观测资料,找出雷暴发生时空分布、年际、月际和日变化 特征。结果表明:永安市雷暴日50年平均68.12日,年际变化呈波动减少趋势,3—9月是雷暴发生的高发期,占全 年雷暴的95.3%,月际雷暴发生次数呈单峰型特征,峰值出现在8月,16—17时是一天中发生雷暴的最高期,西南
方向发生的雷暴略多于其它方向。 关键词:气象学;雷暴;气候特征;年际变化 中图分类号:P446 文献标识码:A
1 引言
雷暴是由发展旺盛的积雨云引起闪电、雷鸣现象的局地风暴。目前,雷暴的预报是实际预报工作中的一个重
点及难点问题,经常出现错报及漏报现象。雷暴天气形成的严重自然灾害,给国民经济建设带来重大的经济损
失。雷暴的研究一直是气象学界的研究重点和难点。近年来,我国学者对各地的雷暴气候特征、气候变化做了很
多的研究发现_l_3J:各个地区的雷暴气候特征存在着很大的差异,这可能与当地的地理环境有很大的关系。
对永安地区近50年来雷暴进行统计分析,以揭示其气候特征,对雷暴的日变化、持续时间、出现次数等进行
分析说明,为提高永安地区雷暴的预报准确率提供参考,更好的为广大人民群众服务。
2永安地区雷暴特征
2.1气候特征
永安市位于福建省中西部的丘陵地带,为副热带南部,系属中亚热带海洋性气候,具有海洋性季风气候和山
区气候的特征:气候温暖湿润,雨量充沛,光照充足,冬短夏长,四季分明,无霜期长。夏半年主要受来自海洋的湿
润而温暖的热带或海洋气团控制,常刮偏南风,炎热多雨;冬半年主要受副极地大陆气团控制,盛行偏北风,寒冷
干燥。年平均气温19.4℃,1月平均气温9.7℃,7月平均气温28.2℃,年平均降水量1563.9mm。
2.2雷暴年际变化特征
为了以量的概念衡量雷暴日数的趋势变化,雷暴日数的趋势定量化可以用一次线性方程表示,即y-(t)=
口1£-I- o,其趋势变化率方程为(dy(£))/(dt)=a1,a1×10年称为气候趋势率,单位为d/lOa,n0为回归常数,口
为回归系数,a1可用最小二乘法或经验正交多项式来确定,文中使用最小二乘法来确定系数。方程y-( )=al
’ +ao表示y-(£)与时间t之间的关系,其中回归系数al表示雷暴的趋势倾向,a >0说明随时间t的增加呈上
升趋势,口1<0说明随时间t的增加呈下降趋势,而且口1的大小反映上升或下降的速率。
永安市年平均雷暴日数为68.12日,历年分布不均,最多年雷暴日数为98 Et(1978年),最少年雷暴E1数为
42日(2003年)。从其年际变化(图1)中可以看出:从20世纪5O年代末到本世纪初,雷暴发生天数幅度变化较
大,总体上是波动中减少趋势,60年代最多,年均74.9日,70年代次多,年均72.7日,然后逐渐递减,而进人21
世纪以后,年雷暴日数明显减少,在平均线以下,年均为55.5日。
经统计计算,永安雷暴变化趋势方程Y=一0.4934t+80.703,t为时间,单位为年,即永安年雷暴总数在
收稿日期:2009—10—28;修订日期:2010.02—
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1958—2007年中每l0年以4.934d/(1Oa)气候趋势率下降。与文献[4,5]中指出的我国整体年雷暴频数在波动
中减少这一结论相一致。
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10
月份
图1 1958—2007年永安市雷暴发生日数(细虚线为 图2 1958—2007年永安市各月雷暴发生日数 年平均线,粗虚线为年平均趋势线,粗实线为 5年滑动平均,细实线为雷暴年变化)
2.3雷暴的月际变化特征
1958—2007年永安市各月均有雷暴发生,其中夏季(6—8月)最多,为1833日,占53.8%;春季(3—5月)占
31.2%,秋季(9—11月)占12.7%,冬季(12—2月)雷暴日数仅占2.3%。
从雷暴发生日数的月际变化图(图2)可看出,永安市月际雷暴发生日数具有单峰型特征,峰值出现在8月,
出现日数为716日,占21%,1、11、12月几乎没有雷暴出现,2月和10月出现机率分别为1.8%和1.6%。雷暴发
生日数从3月份开始增加,8月份达到峰值,9月份逐渐减少,10月份急剧减少,4—9月份是雷暴高发期,共发生
雷暴日数为2986日,占全年雷暴的87.6%,永安市雷暴的发生具有明显性的季节性特征。与文献[6]中的研究
结论一致。
2.4雷暴的日变化特征
对1958—2007年的雷暴发生的时段进行统计
可以看出,永安市一天中各个时段均有雷暴发生,但
主要集中发生在午后13—20时,从雷暴日变化曲线
(图3)看出,7一儿时雷暴发生频次很少,11时开始
雷暴发生频次呈上升趋势,15—18时是一天中发生
雷暴的最高期(占40.3%),16时开始,雷暴发生频
次逐时递减。上午7—8时达到最低(占2.28%)。
其主要原因是上午温度较低,午后地表增温快,雷暴
出现次数增加,到傍晚时又有所降低。 颠
酬
嘴 恤
时间
图3永安市雷暴日变化特征
另外据统计,永安市年平均气温最高值多出现 在13—15时,比雷暴出现最多的时段早1—2小时,平均最低气温则多出现在4—6时,比雷暴出现最少的时段早
1—2小时,这一特征说明本地区雷暴出现多少与气温高低有密切关系。
2.5雷暴的初、终日特征
永安市初雷平均出现在2月下旬(25日),最早出现在1月13日(1964年),最晚出现在4月3日(2000年),
终雷平均出现在9月中旬(17日),最早出现在8月29日(1998年),最晚出现在12月31日(1977年)。平均雷暴
初、终日间隔234.5日,初、终雷日的年际问变化比较大,雷暴期持续时间相当长。
第4期 朱会芸等:福建永安雷暴气候特征分析 411
2.6各季雷暴出现的特点
春季雷暴主要出现在13—20时,逐时平均次数为4.93次,占全天出现次数的49.6%;而7—10时出现雷暴
次数较少,平均次数为1.88次,只占全天出现次数的9.5%;夏季雷暴主要出现在14—19时,逐时平均次数为
l4.45次,占全天出现次数的67%;从凌晨到中午逐时次数平均为0.51次,只占全天出现次数的4%;秋季雷暴
主要出现在14—20时,逐时平均次数为3.31次,占全天出现次数的7l%,从凌晨到中午逐时次数平均为0.24
次,占全天出现次数的8.8%;冬季出现雷暴的次数比较少,平均只有0.21次,由图4的统计结果可见,雷暴出现
的峰值在17时。
4.5 4 氮3・5 3 2.5 墓 2
硼I吝1.5 帆 1 0,5 0 (a)春季
时间
(c)秋季 l8 l6 露14 12 l0 8 啭6 她4 9 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 202l 2324 时间 (b)夏季
图4各季雷暴逐时平均次数 (d)冬季
从图4分析可知,春季、夏季和秋季雷暴出现的时次分布规律基本一致,出现在午后和傍晚的次数较多。
2.7雷暴的持续时间
根据表1统计,永安市雷暴持续时间在1—2小时和2—4小时较多,而持续时间在6小时以上的较少。全年
雷暴持续时间在4小时以内次数为3538次,占全年总次数的86.7%;出现在2小时以内次数2657次,占全年总
次数的65.1%;出现在1小时以内的次数为1540次,占全年总次数的37.7%;持续在4—6小时的次数为377
次,占全年总次数的9.2%;持续6小时以上的很少,为165次,占4.0%。从50年的统计资料来看,最长持续时
间为18小时,(1998年2月17 13 02时至20时)。各季特点为:
春季,雷暴持续时间4小时以内次数为1279次,占春季雷暴总数的89.3%;持续时间2小时以内的次数为
998次,占春季雷暴总数的69.7%;持续时间1小时以内的次数为617次,占春季雷暴总数的43.1%;持续在4—
6小时的次数为113次,占春季雷暴总数的7.9%;持续6小时以上的次数为40次,占2.8%。持续时间最长为
14小时,(1994年5月3 13 20时至4日10时)。
夏季,雷暴持续时间4小时以内次数为1770次,占夏季雷暴总数的86.1%;持续时间2小时以内的次数为
1286次,占夏季雷暴总数的62.5%;持续时间1小时以内的次数为704次,占夏季雷暴总数的34.2%;持续在4
—
6小时的次数为204次,占夏季雷暴总数的9.9%;持续6小时以上的次数为82次,占4%。最长持续时问为 412 成都信息工程学 院学报 第25卷
13小时,(1958年7月8日13时至9日02时)。
表1各季雷暴持续时问的次数统计(次)
秋季,雷暴持续时间4小时以内次数为390次,占秋季雷暴总数的80.2%;持续时间2小时以内的次数为
288次,占秋季雷暴总数的59.3%;持续时间1小时以内的次数为159次,占秋季雷暴总数的32.7%;持续在4—
6小时的次数为58次,占秋季雷暴总数的11.9%;持续6小时以上的次数为38次,占7.8%。
冬季,雷暴持续时间4小时以内次数为97次,占夏季雷暴总数的93.3%;持续时间2小时以内的次数为84
次,占夏季雷暴总数的80.8%;持续时问1小时以内的次数为60次,占夏季雷暴总数的57.7%;持续在4—6小 时的次数为2次,占夏季雷暴总数的1.9%;持续6小时以上的次数为5次,占4.8%。最长持续时间为18小时,
(1998年2月17 Et 02时至20时)。
3永安市雷暴的空间分布特征
统计永安市雷暴发生时各方向发生的频次(表2)可看出永安市雷暴空间分布的特点是西南略多,占总体的
16.8%;在本地天顶方向上最少,约占总数的2.1%;其它方向上发生雷暴的概率差别不大,雷暴多发生在永安市
西南方向上,这可能永安市的地形有密切关系。
表2 1958—2007永安市雷暴空间分布
4结论
(1)永安市历年各月均出现过雷暴,且呈现出明显的季节性特征,雷暴日数主要集中在春季和夏季;3—9月
是雷暴发生的高发期,月际雷暴发生次数呈单峰型特征,峰值出现在8月。
(2)永安市50年平均雷暴日数为68.12日,年际变化为波动减少趋势。
(3)永安市一天中各个时段均有雷暴发生,16—17时是一天中发生雷暴的最高期。
(4)永安市累年雷暴期长平均为234.5日,最早出现在1月13日,最晚出现在12月31日。
(5)永安市86.7%的雷暴持续时间在4小时以内,最长时间持续18小时。
(6)永安市雷暴空间分布较为广泛,但有明显的区域性,呈现西南明显偏多的特点。
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