西藏自治区雷暴时空分布特征

罗骕翾，许永彬

(1．西藏自治区防雷中心，西藏拉萨850000;2．南京信息工程大学大气物理学院，江苏南京210044)

西藏气象观测站点很稀少，特别是有人工观测的常用气象站点仅有38个，台站建站时间不一致，最早有资料站点为1954年，拉萨站建站时间为1955年。从2014年开始，西藏地区各站点不再人工观测雷暴天气现象，所以分析历史区域的雷暴特征对于了解西藏雷暴分布及特征具有重要意义。笔者在此利用西藏地区38个气象台站的年、月、日、时等各个时段的雷暴资料，分析了西藏地区雷暴的空间分布与时间分布特征、雷暴日和西藏气候的关系以及年雷暴日的气候突变和异常年等气候特征。

1 资料和方法

1．1 资料来源和数据说明 雷暴数据用西藏自治区38个气象站的雷暴观测资料。在分析雷暴空间分布以及日、月时间尺度特征和雷暴初日、终日、初终间隔特征时采用中国气象局规定的1981～2010年资料作为平均值;在分析年雷暴日特征、气候突变、异常年时用的是西藏地区拉萨、那曲、林芝、昌都、聂拉木、狮泉河6个代表站的历年数据(台站观测起始年至2013年)。这6个代表站分布在西藏各个气候带里面，能反映西藏地区不同气候带状况下雷暴的空间和时间特征。

1．2 方法

1．2．1 年雷暴日气候倾向率。使用一次线性方程表征年雷暴日气候倾向率，即Y=a0+a1t，式中，Y是年雷暴日，t是时间;a1是线性趋势项，用a1×10来表示年雷暴日每10年的气候倾向率［1］。

1．2．2 年雷暴日气候突变。年雷暴日的气候突变方法采用Mann－Kendall法［2］，是非参数无分布检验法。此方法不受样本必须遵从某一分布的限制，也不受个别异常值的干扰。方法中构造2个标准正态分布函数UF与UB，如果UF和UB曲线在临界值范围内相交，表示序列有突变点。给定显著性水平α下的检测临界值为U，如果|UF|或|UB|＞|U|，则表示序列存在明显的趋势变化。

1．2．3 年雷暴日的异常年。距平超过标准差的2倍以上是世界气象组织用来对气候异常进行判别的2种方法之一，在此将距平大于标准差的2倍作为分析年雷暴日异常年的异常标准。

2 西藏雷暴空间分布特征

2．1 雷暴日数的年分布特征及区划 西藏全区年雷暴日数为8～85 d，雷暴日数分布不均，跨度大，呈中部多、东西部少的分布规律(图1)。全区平均47．0 d，以索县最多，为85 d，其次是贡嘎，年雷暴日数为82 d，波密最少，仅有8 d。90°～92．5°E是多雷暴区，年雷暴日数在70 d以上;东部和西部地区在20 d以下。西藏自治区气候类型复杂，垂直高度变化大，有温暖半湿润高原季风气候地区、温暖半干旱高原季风气候地区、干旱高原季风气候地区、寒冷半湿润高原季风气候地区等。由图1可见，西藏西部干旱高原季风气候地区和西藏东部的温暖半湿润地区的雷暴日数偏少，但沿江地区大部分地区和藏北一带那曲地区雷暴日数较多。这样的雷暴日数分布形式和西藏地区气候类型是对应的，那曲地区和沿江一线地区辐射强、蒸发量大、对流明显，且那曲地区冷空气来源充足，沿江一线受孟加拉湾的水汽和北方冷空气的共同作用;西藏西部的阿里地区虽然蒸发量大，但降水量太少，缺乏水汽输送，而西藏东部地区虽然水汽条件较好，但辐射不强，对流不如沿江和那曲地区明显［3］。

根据中国气象局对雷暴的划分标准［4］，对西藏雷暴区进行区划。由图2可见，少雷暴区，年雷暴日数＜20 d，主要包括林芝地区大部、阿里地区南部、聂拉木、错那、八宿等;中雷暴区，年雷暴日数在20～49 d，主要包括昌都地区大部、阿里地区大部、日喀则地区西南部等;多雷暴区，年雷暴日数在50～69 d，主要包括那曲地区西部、山南地区大部、日喀则地区东部及丁青、昌都等;强雷暴区，年雷暴日数在70 d以上，主要包括那曲地区中东部、拉萨市大部及贡嘎、乃东、日喀则、江孜等县市。

2．2 雷暴日的季节空间分布特征

2．2．1 春季。西藏春季雷暴日为0．9 ～14．6 d，全区平均7．0 d，占全年雷暴日数的14．8%。拉萨市大部、山南地区河谷地带、那曲地区东部以及林芝地区雷暴日数在10 d以上，阿里地区、日喀则地区西部、昌都地区南部和林芝地区东南部少于5 d。

(4) 新增换乘厅可减缓换乘客流对于既有标准站的冲击，同时减弱换乘长通道给乘客在行进过程中带来的不适感，从而营造两站舒适便捷的换乘空间。同时应统筹考虑新增换乘客流对原进、出站客流的影响，以及综合换乘便捷性、改造难度、施工工期等因素来确定最优改造方案。

2．2．2 夏季。夏季是西藏雷暴最多的季节，全区平均32．1 d，占全年雷暴日数的68．0%。对于空间分布而言，日喀则最多，达53．7 d，聂拉木最少，仅有2．0 d;那曲地区、沿雅江一线河谷在25 d以上，林芝地区大部、南部边缘地区不足10 d。雷暴最少的地区为普兰、聂拉木、错那、帕里、波密、米林、察隅，不足 10 d。

2．2．3 秋季。秋季是第二多雷暴季节，全区平均8．1 d，占全年雷暴日数的17．1%，其分布与夏季基本相同。索县雷暴日最多，达18．1 d，最少的普兰仅为0．3 d。那曲地区、沿雅江一线大部和昌都地区西北部雷暴日在10 d以上，林芝地区东南部、阿里地区西南部雷暴日极少，不足1 d。

2．2．4 冬季。西藏冬季很少或甚至不发生雷暴，全区平均仅有0．04 d。聂拉木平均雷暴日数最多，为0．3 d;林芝平均雷暴日数为0．2 d，多出现在2月份。

2．3 雷暴初日、终日和间隔日数分布特征 西藏雷暴初日在3月中旬～6月上旬，其中东南部、南部边缘地区的雷暴初日为最早，在4月上旬之前;那曲地区大部、沿雅江一线大部雷暴初日在4月中下旬，昌都地区雷暴初日在4月中旬～5月下旬;阿里地区雷暴初日出现在5月下旬～6月上旬，是西藏雷暴出现最晚的地方;聂拉木雷暴初日最早为3月11日，狮泉河雷暴初日最晚为6月1日(图3a)。西藏雷暴的终日在8月中旬～10月中旬;雷暴终日以林芝地区、阿里地区、南部边缘地区结束的最早，其余地区雷暴终日在9月下旬～10月中旬(图3b)。西藏大部分地区的初、终雷暴日间隔日数在120 d以上，其中沿江东段到林芝、那曲东部、昌都北部在180 d以上;阿里地区和昌都中、南部地区间隔日数相对较短;林芝间隔日数最长，达214 d，而狮泉河最短，仅94 d。

2．4 年雷暴日数极大值分布特征 由图4可见，西藏年雷暴日数极大值与年雷暴日数分布相似，中部多、东西部少。最大值118 d，出现在索县(1974年);其余超过100 d有4个站，分别为日喀则100 d(1962年)、墨竹工卡105 d(1998年)、江孜107 d(1977年)、丁青103 d(1965年);最小值仅有18 d，出现在波密(1984年);其他各站年雷暴日数极大值为20～100 d。

2．5 闪电密度 从图5可看出，年总闪密度西藏全区平均89．0 个/(km2·a)，索县最大，达 223．9 个/(km2·a)，普兰最小，为4．0个/(km2·a)。那曲地区、沿雅江一线大部年总闪密度＞100个/(km2·a)，阿里地区大部、林芝地区东南部、聂拉木、隆子、八宿等地小于10个/(km2·a);其他多数站为20～50个/(km2·a)。

3 西藏雷暴时间分布特征

3．1 日变化特征 由表1可见，全区雷暴主要出现在13:00～20:00，占总数的 98%，03:00～12:00仅占总数的2%。13:00～次日02:00为昌都地区以及沿江一线雷暴天气的高发时段，14:00～20:00以及02:00是林芝地区和南部边缘地区雷暴天气的高发时段，阿里地区主要出现在12:00～次日05:00，而那曲地区主要出现在12:00～次日03:00。西藏雷暴具有出现过程短、频次多的特点。高原上不仅雷暴日数多，且在同一个雷暴日内闪电出现次数频繁。一般一个雷暴日内可出现5次闪电，多的可达9次放电过程以上。但雷暴持续时间较短，有60%以上的雷暴持续时间在30 min以内，昌都地区、南部边缘地区以及林芝的大部分地区甚至达70% ～80%。

3．2 月变化特征 分析全区各代表站月雷暴日数(图6)可见，西藏雷暴日主要出现在4～10月，占全年雷暴日数的90%，个别地方达100%。西藏部分地方在冬季水汽条件好且日照强度大，配合北方冷空气入侵则对流明显，有积雨云产生，因此也有雷暴发生，发生地区主要是东部地区和南部边缘地区，这些地区在图上代表站分别为林芝、昌都、聂拉木。全区月雷暴日分布呈单峰型，4月份全区雷暴日数开始明显增多，沿江一线(拉萨)、那曲地区、昌都地区、阿里地区(狮泉河)在7、8月份达到峰值，随后月雷暴日数明显下降。拉萨和那曲的月雷暴日分布曲线非常类似;林芝地区、南部边缘地区(聂拉木)则在4月份达到峰值，这两地区的月雷暴日分布曲线非常相近。

表1 西藏各地区雷暴出现时间

3．3 年变化特征 从西藏各代表站年雷暴日数的气候倾向率(表2)可知，拉萨、林芝地区年雷暴日数呈现增多趋势，但没有通过显著性检验(图7a);而其他地区则表现出不同程度的减少趋势，那曲、昌都、聂拉木均通过了0．01的极显著性检验水平，其中那曲地区减少趋势最为明显，为2．9 d/10a(图7b)。

4 西藏年雷暴日的气候突变

采用Mann－Kendall法计算各个地区的年雷暴日气候突变，结果表明，林芝地区UF与UB曲线无交点，所以无突变发生;拉萨、狮泉河等虽然UF与UB曲线有相交点，且在两临界值之内，但2条曲线后来的值均未超过临界值，确定无气候突变;南部边缘地区的聂拉木于1998年UF与UB曲线相交，并于2005年超过临界值，2005～2013年处于显著偏少时段;那曲1983年发生突变，一直到2013年处于年雷暴日偏少状态，1990年以后UF曲线超过临界值，偏少趋势显著，确定为偏少的时间段(图8a);昌都地区1979年UF与UB线相交后于1985年超过临界线且大部分UF曲线值低于2．56，所以昌都在1985年以后雷暴日非常显著偏少(图8b)。

表2 西藏各地区年雷暴日数倾向率

5 西藏年雷暴日的异常年分析

从1961～2013年西藏各地区年雷暴日异常年分析(表3)来看，全区异常年在各个年代均有分布，且既有异常偏多，也有异常偏少。总体来说，异常偏多年出现在20世纪80年代前，而异常偏少出现在80年代后;大部分异常年在历史序列的53年中出现2次，平均为26年左右出现一次。

表3 1961～2013年西藏各地区年雷暴日异常年

6 小结

(1)沿江一线的大部分地区和那曲地区是青藏高原上雷暴最多的地区。索县的平均年雷暴日数最多，达85 d;其次是贡嘎，年雷暴日数为82 d;波密最少，仅有8 d。

(2)全区雷暴主要出现在13:00～20:00，占总数的98%。西藏地区雷暴具有出现次数频繁、生命史短的特点，一般一个雷暴日内可出现5次雷暴。但闪电持续过程较短，有60%以上的闪电持续时间在30 min以内。

(3)西藏雷暴日主要出现在4～10月，占全年雷暴日数的90%，个别地方达100%。全区月雷暴日分布呈单峰型，沿江一线(拉萨)、那曲地区、昌都地区、阿里地区(狮泉河)在7、8月份达到峰值，而林芝地区、南部边缘地区(聂拉木)则在4月份达到峰值。拉萨和那曲、林芝和聂拉木的月雷暴日分布曲线分别十分类似。

(4)那曲、昌都、聂拉木的年雷暴日数气候倾向率表现为减少，其中那曲地区减少趋势最为明显，为2．9 d/10a。

(5)那曲地区和昌都地区分别在1990～2013、1985～2013年呈现年雷暴日显著偏少趋势。

(6)总体来说年雷暴日异常偏多年出现在20世纪80年代前，而异常偏少出现在80年代后，异常年平均为26年左右出现一次。

［1］魏凤英．现代气候统计诊断与预测技术［M］．北京:气象出版社，1999．

［2］黄嘉佑．气候状态变化趋势与突变分析［J］．气象，1995，21(7):54 －57．

［3］罗骕翾，强巴卓嘎，杨勇．西藏自治区雷暴时空分布特征［J］．西藏气象，2009(1):17－20．

［4］杨志刚，杜军，刘玲，等．西藏自治区气象灾害气候图集(1961－2008年)［M］．北京:气象出版社，2011:3．