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湖南省邵阳市雷暴气候特征分析

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摘要利用邵阳市各11年逐日雷暴资料,通过数理统计分析等方法,得出了邵阳地区雷暴天气的气候变化特征,结果表明:邵阳地区属于雷暴多发区,平均雷暴日数为43d;年雷暴日数年际变化幅度大,最大值年为75.6d,而最小值年仅为33d,最大值与最小值相差2.3倍多;初雷一般出现在3月上旬,终雷一般出现在10月下旬,而且初雷的发生有越来越早的趋势,终雷结束时间有越来越晚的趋势;全年各月均有出现雷暴的可能,但雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中出现在夏季,冬季雷暴出现的概率非常低,而且雷暴的发生有逐渐减少的趋势。通过掌握邵阳地区雷暴的时空分布特征和变化规律,可作为雷暴灾害预警预报和决策服务参考。

关键词雷暴;气候特征;统计分析;湖南邵阳

中图分类号P458.121.1文献标识码A文章编号1007-5739(2010)02-0299-02

邵阳市地处湘中丘陵地区,年最多雷暴日75d,年平均雷暴日数为43d(1997～2007年资料),属多雷区。由于雷暴常伴有暴风雨、冰雹和龙卷风等,是一种严重的灾害性天气,常造成国民经济和人民生命财产的重大损失,所以研究雷暴天气有十分重要的意义[1]。随着邵阳市现代化建设的发展,通讯设施、电子产品、高大建筑物等遭受雷暴袭击的事故呈直线上升趋势,促使政府部门和全市人民意识到雷灾的危害,开始重视防雷工作[2,3]。目前,雷暴已纳入气象八大业务轨道之一,为了更好地开展这项工作,更好地适应社会发展的需要,该文利用最近11年的资料,分析了邵阳市雷暴的气候特征,一方面为防灾减灾提供气候背景,另一方面也为进一步研究雷暴与强对流天气如冰雹、暴雨之间的联系,以及雷暴的成因,特别是与大尺度大气环流的联系打下基础。

1年平均雷暴日数的气候特征

利用邵阳市区5个气象站1997～2007年共11年的逐日雷暴资料,采用统计学方法对各站雷暴日数及其初、终日等进行统计[4]。以一日中无论打一声雷还是打多次雷,均计为一个雷暴日计算。

1.1年平均雷暴日数的空间分布

邵阳市区年平均雷暴日数在43～58d之间,属雷暴较多地区。其中邵阳市和洞口县年平均雷暴日数相对较多,达50～58d;邵东县、新宁县、绥宁县年平均雷暴日数相对较少,为35～44d。

1.2雷暴日数的时间变化

1.2.1雷暴的月变化。虽然邵阳市区全年各月均可出现雷暴,但主要集中在3～8月,其间月累计平均雷暴日数为41.4d,占全年雷暴总数的87.1%。其中7、8月出现的次数最多,为17.2d,约占全年雷暴总日数的36%;11、12月出现次数最少,平均为0.3d,其次是1月和10月出现次数均为0.6d,这4个月累计约占全年雷暴日数的3.9%。即晚秋和冬季邵阳市区出现雷暴的概率是非常小的。

1.2.2雷暴的年际变化。由表1可以看出,邵阳市雷暴天气各站间际变化幅度大。邵阳市区年平均雷暴日数为52.7d,最大值年为60d(1998年),最小值年仅为33d(2003年),最大值年是最小值年的1.8倍。从各站年雷暴日数变幅来看,最多年比最少年一般偏多14～32d,且最多年雷暴日数普遍为最少年的1.4～3.3倍。由图1可以看出,邵阳市雷暴年际变化的阶段性明显,20世纪90年代为多雷暴期,近年来为少雷暴期。

2雷暴趋势变化分析

2.1雷暴趋势变化分析方法

气候倾向率的算法为:设某站某气象要素时间列为y1,y2,…,yn,可用一个多项式来表示[5]:

yn(t)=α0+α1t1+α2t2+…+αmtn(m式(1)中t为时间,单位为a。一般来讲,雷暴的气候趋势用一次直线方程和二次曲线方程就能满足[6]。该文用一次直线方程来定量描述:

y(t)=α0+α1t(2)

则趋势变化率方程为dy(t)/dt=α1,把α1×10称做气候倾向率,其单位为d/10a,方程中的系数可用最小二乘法或经验正交多项式来确定[7]。文中使用最小二乘法来确定系数。

2.2雷暴变化特征

根据1997～2007年各县市雷暴逐日资料,运用上述方法计算年平均雷暴日数的气候倾向方程:

y平均=43.484-0.3745t(5)

由(5)式知,年平均雷暴Et数的气候倾向率为-0.3745d/10a,即年平均雷暴日数存在减少的趋势,减少速度约为4d/10a。

同理可得各县市年雷暴日数的倾向方程:

y邵阳=47.855+0.0091t(6)

y邵东=36.945-0.8545t(7)

y新宁=45.309-1.0818t(8)

y绥宁=40.982-0.0273t(9)

y洞口=46.327+0.0818t(10)

注:各站气候趋势系数均通过0.01信度检验。