随州市雷暴天气气候特征分析

王莉萍 黄翠华 王波

摘要 利用随州国家基本气象站1981—2013年逐日雷暴观测资料，采用统计分析、线性趋势分析、滑动平均、Mann-Kendall等方法对随州雷暴气候特征变化趋势进行了分析。结果表明，33年间随州平均年雷暴日数为29 d，雷暴日数线性变化呈下降趋势，大约每10年雷暴日数减少2 d。雷暴日数具有明显季节变化，夏季（6～8月）是雷暴多发期，平均雷暴日数19.1 d，占全年雷暴日数66%;初雷日有提前趋势，平均提前近8 d/10年，终雷日有推后趋势，大约推后5 d/10年，雷暴活动期呈增加趋势;一天中，62%雷暴出现在白天（08：00至次日20：00），其中13：00～15：00是雷暴高发时段（占38%）;随州雷暴天气系统多来自西北方向，突变检验显示随州雷暴1982年、1996年、2011年存在突变。

关键词 随州;雷暴;气候特征

中图分类号：P446 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.017

雷暴是夏季常见主要气象灾害之一，是大气瞬间放电的过程，常伴随强降水、冰雹、大风等灾害性天气出现，其强大电流在短时间内释放，具有突发性强、历时短、破坏性强等特点[1]。国内多位学者已对全国及湖北省雷暴天气和雷电灾害有过很多研究，但雷暴天气有很大局地性，针对随州雷暴天气分析研究还未见报道。随州位于湖北省中北部，地处桐柏山与大别山交汇处南麓，大洪山北部，长江与淮河流域分水岭，地形为山地、丘陵、河谷小平原过渡带，地形多样复杂，境内水系密布[2]。南北山地山高坡陡，中部以平原、丘陵为主，冷暖气流交汇频繁，容易产生局地强对流天气，强对流天气发生时，往往伴随有强雷暴。随州雷暴多出现在夏季，其次是春季和秋季，冬季偶尔出现。据不完全统计，仅随州城区，每年都有因雷击而导致人员伤亡、财产损失事例发生，损坏供电设备、通信设备、计算机等现象更是不胜枚举[3-5]。一次雷击事故往往造成数十万元直接经济损失，间接经济损失则更大，因此，有必要对随州雷暴天气气候特征进行认真分析，探讨该地区雷暴活动特点和气候规律，以期为雷暴天气预报预警、雷击灾害评估和防雷减灾提供科学支撑。

1 数据来源及方法

选取随州国家气象站1981—2013年逐日雷暴观测资料（人工观测资料），1 d（20∶00～翌日20∶00）中闻雷（不论其次数多少）即为一个雷暴日，只出现闪电而无雷暴记录不作雷暴日统计，各方位雷暴按一天中首次闻雷方位进行统计。初雷日是指一年中第一次闻雷日期，终雷日是一年中最后一次闻雷日期，年雷暴日数为一年内雷暴日数总和。采用统计分析、线性趋势分析、滑动平均、Mann—Kendall等方法对随州市雷暴气候特征变化趋势进行分析。

2 结果和分析

2.1 雷暴的初、终日和活动期特征

1981—2013年，33年间随州平均初雷日3月9日，初雷最早出现在1月4日（2000年），最晚出现在4月25日（1985年）。初雷出现在1月份有3年（2000、2001、2013），出现在4月份有6年（1984、1985、1994、1995、2006、2008年），初雷出现在2月、3月分别有7年和17年，随州初雷出现在2、3月概率最大，占73%，出现在1、4月概率为33%。值得一提的是，初雷出现在1月份全部在2000年以后，说明2000年以后，初雷日有提前趋势。

33年间，随州平均终雷日为9月26日，最早出现在8月18日（2013年），最晚出现在11月29日（2011年）。终雷日出现在9月份共17年，占52%;出现在10月份6年，占18%;出现在8月和11月均为5年，各占15%。

从随州雷暴初雷日和终雷日变化趋势来看，33年间，初雷日有提前趋势，平均提前近8 d/10年终雷日有推后趋势，大约推后5 d/10年。

33年间，随州平均雷暴活动期为202 d。从雷暴活动期天数变化来看，雷暴活动期呈增加趋势，平均增加12 d/10年，这与前面平均初雷日有提前趋势、平均终雷日有推后趋势相吻合，与王学良等[3]的研究结果有所不同，具有一定地域特征。

2.2 雷暴的年际变化

1981—2013年，随州近33年平均年雷暴日数为29 d，20世纪1980年为31 d，20世纪1990年为30 d，2000年为30 d，2011—2013年仅20 d[4]。年雷暴日数最多年份出现在1988年，为43 d，年雷暴日数最少年份是1993年和2012年，均为19 d，年雷暴最多日数和最少日数相差24 d。

近33年，雷暴日数线性变化呈下降趋势，大约每10年雷暴日数减少2 d。这与沈定成等[5]的研究结果一致。但从三阶滑动平均趋势看，雷暴日呈先下降，再上升，再下降趋势，1980年为波动下降趋势，1980年末下降至最低点，1990年开始呈现波动上升，2000年中期又开始下降，这與巩崇水等[6]的研究结果有所差别（图1）。

2.3 雷暴的月、季变化

近33年，随州1—11月均有雷暴发生，12月没有出现过雷暴。随州月平均雷暴日数高值出现在7—8月，占全年雷暴日数54%，最大值出现在8月，其次是7月，分别为8 d和7.8 d，4—6月为次高值区，4—8月雷暴日数占全年84%，2—4月是雷暴突增期，8—9月是雷暴陡减期，8月份平均雷暴日数是9月份的5倍。

一年中，冬季（12—翌年2月）平均雷暴日数最少，为0.5 d，占全年2%;其次是秋季（9—11月），平均雷暴日数为2.2 d，占全年8%;春季（3—5月），平均雷暴日数为7 d，占全年24%;最多为夏季（6—8月），平均雷暴日数19.1 d，占全年66%，这主要是因为夏季对流旺盛，局地强对流天气多发，引发雷暴天气（图2）。

2.4 雷暴日变化

分析2001—2013年隨州雷暴日变化规律，38%的雷暴出现在夜间（20∶00～翌日08∶00）不记录雷暴的具体时间），62%的雷暴出现在白天（08∶00～20∶00），上午9∶00～10∶00雷暴出现概率最小，而13∶00～15∶00是雷暴高发时段（占38%），这与大部分地区雷暴发生时段基本一致（图3）。

2.5 各方位雷暴频数

33年间，随州S、SW、W、NW、N、EN、E、SE 各方位雷暴出现频率分别为8%、28%、13%、16%、4%、8%、6%、16%（图4）。可见出现频率最高方位是SW，其次是NW和SE。一定程度上表明随州西南方向雷暴最多，为28%，其次为东南和西北方向的雷暴，均为16%，北方雷暴最少，为4%。在该地区直击雷防护中，应将接闪杆安装在被保护物西南方向。

2.6 雷暴突变检验

气候突变是普遍存在于气候系统中一个重要现象，它表现为气候在时空上从一个统计特性到另一个统计特性急剧变化。利用Mann—Kendall[7]法对随州年雷暴日数序列进行突变检验，用原气象序列构造统计量UF，用原气象序列反序列构造统计量UB，由UF曲线可见，雷暴日数1996年以前在波动中呈下降趋势，随后有上升趋势，2009年以后呈显著下降趋势（通过了信度为90%的显著性检验）。从UF与UB交点判断，随州雷暴日数在1982、1996、2011年存在突变（图5）。

3 结论

（1）随州雷暴平均初雷日出现在3月9日，平均终雷日出现在9月26日，平均雷暴活动期为202 d，雷暴活动期呈增加趋势，平均增加12 d/10年。

（2）33年间，随州平均年雷暴日数为29 d，雷暴日数线性变化呈下降趋势，1—11月均有雷暴发生，12月没有出现过雷暴。一年四季均有可能出现雷暴，最多为夏季（6—8月），占全年66%。一日中，13∶00～15∶00是雷暴高发期。

（3）随州西南方向雷暴最多，在该地区直击雷防护中，可将接闪杆安装在被保护物西南方向。

（4）利用Mann-Kendall法突变检验显示，随州雷暴日数在1982、1996、2011年存在突变。

参考文献

[1] 张敏锋，冯霞.我国雷暴天气的气候特征[J].热带气象学报，1998（2）：3-5.

[2] 徐桂玉，杨修群.我国南方雷暴的气候特征研究[J].气象科学，2001（3）：299-307.

[3] 王学良，王海军，李卫红.近45年湖北省雷电日数的时空变化特征分析[J].暴雨灾害，2007（1）：83-87.

[4] 黄小彦，王学良，李慧.2000-2006年湖北省雷电灾害时空分布特征分析[J].暴雨灾害，2008（1）：73-77.

[5] 沈定成.湖北省雷暴气候特征及背景场分析[D].南京：南京信息工程大学，2011.

[6] 巩崇水，曾淑玲，王嘉媛，等.近30年中国雷暴天气气候特征分析[J].高原气象，2013，32（5）：1442-1449.

[7] 符淙斌，王强.气候突变的定义和检测方法[J].大气科学，1992（4）：482-493.

责任编辑：黄艳飞