1958—2013年河北雷暴日数的时空分布特征分析

应用河北地区142个站1958—2013年雷暴日数的数据,结合趋势分析、小波分析、EOF方法,分析了河北地区年雷暴日数的时空分布特征,得到以下结论:(1)河北地区年雷暴日数呈下降趋势,1997年以后下降趋势显著;雷暴日经历较多、中等、较少3个阶段,雷暴较多阶段的雷暴日数显著多于平均值,年雷暴日数存在28年、3年2个显著变化周期。(2)河北雷暴日数呈现北多南少的态势,河北地区雷暴日数的时空分布呈现整体的一致性,还存在南北反位相结构。

湖北省雷暴日数与云地闪电密度关系研究

为了研究年雷暴日数与雷击大地年平均密度关系,以满足雷电防护工程设计、雷击风险评估和雷电灾害防御工作需要,采用湖北省ADTD雷电监测定位系统探测的2007 2010年云地闪电资料和雷电监测理论探测效率在95%以上的28个气象台站的年雷暴日数,对台站周围不同半径距离范围内年平均云地闪电次数与年平均雷暴日数进行统计分析。结果表明:在台站周围18～20 km范围内,相关系数明显增大,其中18km范围内相关系数最大为0.8521。由此可以认为,观测人员一般只能听到观测站点周围18～20 km左右的雷声。经统计计算,拟合年平均雷暴日数与雷击大地年平均密度关系式为:N_G=0.029T_d^(1.5)。通过2011年检验表明,采用拟合方程:N_G=0.029T_d^(1.5)计算各台站雷击大地年平均密度明显优于规范方程:N_g=0.024T_d^(1.3)计算的效果。

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

为了利用雷电定位系统(lightning locaytion system,LLS)资料统计人工观测雷暴日数,采用湖北省2007—2012年LLS监测资料,选取25个气象站为圆心,统计其不同监测半径(r)圆区域内LLS监测的雷电日数,并与人工观测雷暴日数进行比较。结果表明:r≤7 km时,LLS监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数;r≥8 km时,LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数;r=22 km圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。根据r=7 km,r=8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料,分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数,结果显示:二元法效果最好。二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等,平均差异为7.4%;二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0.8 d,平均差异为12.3%。

河南省雷暴日数时空分布的非均一性特征

利用河南省气候中心编制的97个台站1961-2000年雷暴日数的资料,对该省境内雷暴发生的时空分布非均一性进行了分析。结果表明:全省平均雷暴日数有明显下降的趋势;雷暴日数站间偏度系数具有明显的年际变化特征,80%的年代表现为正偏;而其峰度系数则60%的年份为负值,且具有明显的年际变化特征。年平均雷暴日数及其均方差空间分布型态比较一致。豫北、豫西和豫东南分别出现3个雷暴高发区,其中豫东南强度最大,豫西强度与其相当,豫北相对较小。历年雷暴日数以正偏为主;峰度系数则以负值为主。河南省除信阳地区外,各站雷暴日数在0.05置信水平上服从正态分布。

辽宁省雷暴日数的时空变化特征

利用1978—2007年辽宁省59个站常规地面观测资料,对雷暴日数的时空变化进行分析。结果表明:辽宁省年平均雷暴日数为28.1 d,在空间分布上呈现从东、西部山区向中部丘陵、平原及沿海地区逐渐递减的特征。1978—2007年雷暴日数总体呈逐渐下降趋势,平均每10 a下降1.2 d;并有明显的季、月变化,夏季最多,秋季次之,冬季几乎没有发生;3—5月迅速增多,6—8月变化趋于平稳,9—12月迅速减少。雷暴在14—20时发生频率最高,20—02时次之,02—08时最少。雷暴初终间日数平均为175.8 d,最长为295 d,最短为102 d。雷暴初日4月最多,5月次之,3月最少。雷暴终日10月最多,9月次之,12月最少,并呈开始早、结束晚的趋势。

太平洋年代际振荡与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系

利用1961年1月至2012年12月太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)、NCEP/NCAR再分析环流数据集和江苏13个市级观测站点的夏季雷暴日数观测资料,分析了PDO与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系及其可能原因。结果表明,春季PDOI与江苏夏季雷暴日数均具有明显的年代际波动,两者年代际变化的趋势几乎相反:20世纪70年代中期以前和2006年以来,均对应PDO的冷位相和江苏夏季雷暴的多发时期,而20世纪70年代中后期至21世纪初,PDO处于暖位相期,江苏夏季雷暴频数明显偏少。PDO冷期,欧亚大陆和西太平洋地区夏季海平面气压和500 h Pa位势高度呈现大范围的负距平环流异常,近地面亚洲热低压显著增强,对流层中层极涡易于偏向亚洲区,青藏高原北部亚洲中部大槽加深,西太平洋副热带高压偏弱偏东,印缅槽偏强。在此环流形势下,夏季江淮流域上空低层有较强的异常西南水汽输送,江苏上空低层偏湿、中层偏干,上干下湿的垂直分布有利于对流不稳定的产生。同时,PDO冷期,江苏上空低层辐合、高层辐散,有明显的上升运动,并具有较强的低层垂直风切变,为夏季雷暴的发生、发展提供了有利的气象条件;PDO暖期,则情况相反。PDO作为一种比较稳定的年代际尺度的气候变率强信号,其对应的环流异常为雷暴现象这类中小尺度天气现象的发生、发展提供了重要的环境背景和气象条件。

内蒙古通辽市近52年雷暴日数变化特征分析

利用内蒙古通辽市10个气象站1961—2012年52年雷暴观测资料,采用线性趋势和气候倾向率、累积距平等方法,统计分析了该市历年雷暴日数、雷暴出现的初日和终日及初终间日数的变化趋势和突变特征。结果表明:①通辽市平均雷暴活动初日为5月6日,终日为9月26日,平均活动期为144 d。②52年通辽市平均年雷暴日数的总数为290 d,最多年份与最少年份相差2.6倍,雷暴日数年际间变率大。③近52年全市雷暴日数减少趋势显著,气候倾向率为13.8 d/10年;雷暴初日在1961—1981年提前的变化趋势显著,20年间初日提前了18 d;而雷暴活动终日没有显著的变化趋势,但年际波动幅度较大。④雷暴活动初日经历了从晚—早—晚的2次突变过程,突变点为1972年和1992年;全市雷暴日数也存在明显的突变特征,突变点在1994—1995年,突变后平均雷暴日数比突变前减少了51 d;雷暴终日近52年不存在明显的突变特征。

基于PC—CCA方法的雷暴日数资料序列延长模式试验

为了给防雷工程设计、雷电损害风险评估和建筑物站址选择提供更加科学准确的年平均雷暴日资料,引入主成分典型相关分析(PC-CCA)方法,建立了月雷暴日资料延长模式,用多年人工观测雷暴日资料,对江西省区域内闪电定位网探测的月雷暴日数场序列进行订正延长试验。试验结果表明,模式中提取5个主分量的总体效果最好,PC-CCA方法用于月雷暴日资料的延长是可行的;在此基础上,进行各月累加平均求取年平均雷暴日资料也是可行的。

夏季风时期湛江市雷暴日数的变化特征及大气环流条件分析

利用1951～2009年夏季风时期(5～9月)湛江市逐时雷暴资料和同期NCEP/NCAR再分析资料,分析了夏季风时期湛江市雷暴日数的变化特征,并对引起雷暴日数异常的大气环流条件进行了研究。结果表明:①夏季风时期湛江市雷暴日数从1980年开始整体变少,以1980年为界夏季风时期湛江市雷暴日数可分为两个阶段,1951～1979年为多雷期,1980～2009年为少雷期。②夏季风时期湛江市由多雷期转为少雷期时大气环流发生了显著变化:一是亚洲西南季风明显减弱,湛江市低层西南暖湿气流输送明显减少;二是西太平洋副热带高压脊强度明显增强,位置偏西,我国南方低纬地区多受西太平洋副热带高压脊控制,脊区内下沉运动明显增强,湛江上空对流受到明显抑制。

贵州省雷暴日数的时空分布、周期及突变特征

利用1961—2011年贵州省87个台站地面雷暴观测资料，对该省境内雷暴日数的时空分布、周期和突变特征进行了分析。结果表明：贵州省雷暴日数年际变化较大，下降趋势显著；雷暴日数的时空分布形态不对称，92．16％正偏，峰度76．47％为正值，48a贵州区域内空间分布在0．05置信水平上服从正态分布。雷暴日数分布地域特征明显，从贵州西南部向东北方向呈梯状递减趋势，安顺市、六盘水市和黔西南州3个地区为雷暴高发区。贵州省逐年雷暴日数存在不太明显的18a左右的长周期以及4—5a和8—9a显著的周期变化。贵州省年雷暴日数的下降是一突变现象，具体是从1995年开始的，突变前后平均雷暴日数相差9．32d。

青海省部分地区人工与器测雷暴日数对比分析

对青海省部分地区2008-2009年地闪监测网监测到的雷暴日数和监测网覆盖范围内气象台站的人工观测雷暴日数进行了比较分析。提出在今后的防雷减灾工作中,为了更客观、准确的反映当地的雷暴活动特征,应优先使用地闪监测网监测的雷暴日数来确定雷击大地年平均密度。

近50年天水市雷暴日数的时空分布特征

利用1964 ～2013年天水市7个测站的逐日雷暴观测资料,对天水雷暴天气的分布情况、年际变化及雷暴地域变化特征等进行了统计分析,结果表明,近50年天水市各站年平均雷暴日数为13.7 ～26.6 d;主汛期（4～9月）雷暴出现日数占全年雷暴总日数的96％,雷暴日数的月变化呈单峰型,其中主峰集中在5～8月,占全年雷暴总日数的81％,冬季几乎不出现;平均雷暴初日、终日分别出现在4月下旬和9月下旬,平均雷暴初终间日数为157 d;天水各站雷暴日数逐年总体呈减少趋势,且与海拔高度呈明显的正相关,自西南向东北方向逐渐增多.

1961—2013年通辽市夏季雷暴日数变化及与降水相关分析

文章利用通辽国家基本气象站1961—2013年夏季雷暴日数、降水量、降水日数等资料,计算了各要素的线性变化趋势,分析了降水量、降水日数与雷暴日数的相关关系。结果表明:(1)通辽站53a夏季雷暴日数年平均为20d,阵雨日数平均为34d,≥0.1mm的降水日数为32d,其中,75%为小雨日数;(2)夏季雷暴日数和降水日数的年际波动较大,最多年与最少年相差3倍,53a雷暴日数和降水日数均呈波动减少变化趋势,但没有通过显著性信度检验。(3)通辽站夏季降水量、小到中雨日数、阵雨日数与雷暴日数存在显著的正相关关系,均通过了0.01信度的显著性检验。但大雨及以上日数与雷暴日数相关不显著。近7a来该地雷暴日数、降水量、降水日数明显偏少,但强对流天气时有发生,做好灾害性天气的监测、预报预测和预警服务,对地方防灾减灾有重要意义。

近56年来中国雷暴日数的时空分异特征

采用1961-2016年2 481站的雷暴日数数据,利用多种数理统计方法,分析了中国及其七大地理分区的雷暴日数时空分布特征、周期变化规律和突变特征。结果表明:1961-2016年中国整体及其不同区域的雷暴日数整体均呈减少趋势,年均单站雷暴日数均在2000年代普遍偏少,而2010年代开始迅速增加。全国、东北、西北东部、西北西部和西藏地区的年均单站雷暴日数在30年尺度上的振荡周期相对显著。全国、东北、北方、西北东部、西北西部、西藏、西南和东南的年均单站雷暴日数在1992、1994、1996、2000、1994、1963及2005、1989和1994年发生突变。中国年均雷暴日数超过45 d的区域主要分布在新疆西北部、西藏中部、青海南部、四川西部及沿长江的以南地区。西北地区的大部分地区年均雷暴日数则均在10 d以下。不同年代的雷暴日数距平空间差异较大。西藏大部分地区、重庆、甘肃北部、山西、河北、黑龙江西北部、浙江沿海等地区的雷暴日数呈现出明显的增加趋势。新疆西北部、四川西部和长江以南的广大地区等均呈现出明显的减少趋势。西藏、青海、西北地区以及长江中下游南北附近地区的雷暴日数年际波动较大,而内蒙古中北部和长江以南的多数地区年际波动较小。

安徽省云地闪密度与雷暴日数关系的研究

利用1961—2015年安徽省雷暴日数资料和2010—2015年ADTD系统闪电定位数据,以县级行政区域为基本单位,采用线性和幂两种计算模型分析安徽省年平均云地闪密度N_g与雷暴日数T_d的关系,并与《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)公式的计算结果进行对比。结果表明:2010—2015年安徽省雷暴日数与1961—2015年雷暴日数的观测数据无显著性差异,幂模型比线性模型更适用于表征安徽省年平均云地闪密度和雷暴日数的关系。利用雷暴日数据结合规范两种计算公式得到的安徽省各县区年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度存在较大的差异,公式N_g=0.024T_d^(1.3)计算的云地闪密度的样本平均相对误差为31.65%,低于N_g=0.100T_d计算的云地闪密度的样本相对误差44.03%。拟合公式N_g=0.0281T_d^(1.369)计算的安徽省年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度接近,较规范中的两类公式N_g=0.024T_d^(1.3)和N_g=0.100T_d更适用于安徽地区。

近30年西藏地区雷暴日数的气候分布特征

利用西藏地区1980-2009年逐月雷暴日数观测数据,分析了近30a来西藏地区雷暴的时空分布特征以及影响雷暴天气的气象因子。结果表明：（1）雷暴天气主要发生在西藏那曲地区,并由该区域向西南、东南部逐渐递减,且雷暴天气发生的中心位置随着季节有所差别。夏季雷暴日数最多,其次是秋季和春季,冬季雷暴日数最少。（2）近30年来年或各季节的雷暴日数基本呈现减少的趋势,尤其以2000年之后最为显著。雷暴日数以2003年为突变点,开始急剧减少。（3）雷暴日数和平均气温呈负相关,与风速、相对湿度、降水量呈正相关,气温升高可能是导致雷暴日数减少的主要气候影响因子。

近55年来宾市雷暴日数特征分析

采用1956～2010年广西来宾市国家基本气象站常规地面气象观测资料,对雷暴日数特征进行了统计分析。结果表明,来宾市年雷暴日数在46～106d,年平均雷暴日数为72.4d;来宾市一年中任何一天都有可能出现雷暴天气,其中6、7、8月雷暴日数最多,约占全年雷暴日数的57.4%。小波分析显示,来宾年雷暴活动具有较强的9年周期振动。

平果县城区雷暴日数变化特征分析

利用线性倾向估计法,分析了平果县近56a雷暴日数年代际、年际、各季和各月的气候变化特征;并用曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验法对年雷暴日数的变化趋势进行了突变分析。结果表明:除冬季和12月的雷暴日数呈略增多的趋势外,年代、年、季、月雷暴日数总体上呈减少趋势;各季中夏季雷暴日数减少最多,秋季雷暴日数减少最缓;各月雷暴日数减少最多的是8月,其次是5月;平果县年雷暴日数在1991年发生了明显的突变现象。

册亨县雷暴日数变化特征分析

通过对册亨国家一般站1971—2010年的雷暴观测资料进行对比统计分析,总结出册亨县雷暴日数气候变化规律和特征,得到了一些对防雷减灾工作有积极意义的分析结果。

青海省雷暴日数分布及其气候变化趋势

利用青海省50个地面观测站常规雷暴观测资料,分析了1981-2010年气候期的青海省年雷暴日数、雷暴初终日及夏季雷暴日数分布情况,结果显示:青海省年雷暴日数分布呈东南向西北阶梯式递减的分布,最大值在东南部的玉树、果洛南部,最小值在海西、格尔木西部;雷暴初日在3月下旬至6月上旬,由东南向西北推进,终日在8月下旬至10月上旬并由西北向东南推迟;主雷暴发生期的夏季雷暴日数分布和年雷暴日数分布基本一致。和1971-2000年气候期进行了对比分析,结果表明在这前后两个气候期中,青海省年雷暴日数均呈现减少的趋势,东南雷暴多发地区减少幅度大于西北雷暴少发地区;初、终日则表现为提前的变化趋势,且终日的提前幅度较大;夏季雷暴日数也表现为减少趋势,但和年雷暴日数减少分布略有不同。