通辽气象站雷暴与降水关系分析

徐 磊

(通辽市气象局，内蒙古 通辽 028000)

雷暴是局地强对流天气，常伴随雷击、闪电、强风、强降水、冰雹等灾害性天气出现，其强大电流在短时间内释放，具有突发性强、历时短和破坏性强的特点[1]。雷暴出现时，瞬时风向突变风速突增、冰雹降水骤降，人们通常会在树下、屋檐下避雨，而这些地方容易受到雷击，进而增加了雷灾的可能性。雷暴不仅容易造成人员伤亡，而且还可能给一些大型企业的主要设备造成重大损害，以及给通信电子设备等带来严重损失，因此雷暴预警预报逐渐被提到日程上来。有学者研究发现，可用闪电资料对洪涝进行预报；中尺度对流系统中的闪电资料可用来确定对流过程及其发展趋势和强度，闪电资料可用来预报对流活动的发生和发展[2]。内蒙古通辽市，属于中纬度、半干旱大陆季风性气候。通辽国家基本气象站(以下简称通辽气象站)年平均雷暴日数为27.3 d，属中雷区[3]，雷灾损失严重。为有效预报雷暴，笔者就通辽气象站近53年雷暴、降雨资料进行统计，分析二者之间的变化关系，为通辽市防雷减灾提供参考，期待能够有效协助雷电预警工作的开展。

1 数据来源及方法

选取通辽气象站1961年—2013年逐日雷暴、降水观测资料，采用数理统计分析、线性趋势分析方法[4]对通辽气象站雷暴、降雨以及两者相互交错出现的概率变化趋势进行统计分析。

2 雷暴与降雨相关性分析

统计资料显示，近53年来通辽气象站雷暴日与降雨日逐年分布不均，起伏波动变化明显。20世纪60年代—70年代变化相对较为平稳，历年雷暴日和降雨日最低值出现在20世纪80年代初期，而后又迅速上升，20世纪90年代变化较为缓慢，21世纪以后，降雨日和雷暴日先小幅回落后迅速上升，而在2008年以后两者变化不一致，雷暴日开始平稳下降，降雨日迅速上升。总的来看，两者均呈现出缓慢的下降趋势，只是雷暴日下降趋势更为明显。两者年变化呈正相关，相关系数为0.43。月雷暴日和降雨日的变化趋势较为一致，两者变化呈现单峰型走势，都在7月出现了最高值，历年月总降水日数为647 d，月总雷暴日为414 d，即从每年4月开始逐月上升，到7月达到最高峰，之后迅速下降，持续到10月。历年从11月—翌年3月均无雷暴出现，仅在1979年11月出现过一次雷暴。分析表明通辽气象站雷暴日与降雨日两者相关性较好，尤其是5月—9月两者的相关性达到了0.97，两者分布变化基本上是一致的。

3 雷暴与降雨关系变化特征

3.1 年变化

图1显示，通辽气象站近53年雷雨日和雨雷日概率年变化波动变化大，有雷暴时出现降雨的概率年变化趋势不明显，而下雨时出现雷暴的概率年变化呈缓慢下降趋势。历年来，雷雨日概率主要集中在73%～86%之间，多年平均值为79%；最大值出现在1990年为92.33%，全年中绝大多数有雷暴时都会有降雨产生；最小值出现在1982年为58.33%。20世纪60年代，雷暴日出现降雨的概率较大，基本上都在平均值以上缓慢波动变化，而后起伏波动变化明显，出现了两个阶段的“先降后升”趋势特征，2007年以后迅速上升。可以看出，历年来通辽气象站有雷暴出现时伴随降雨的概率很大，尤其是2007年以后更为明显。

由于热力及动力条件不同，降水中可能产生雷暴或不产生雷暴有雷。降雨时，人们为了避雨而忽略了被雷击的可能，进而引发了不少雷灾，分析降水中有雷和无雷对气象服务和预报业务都十分重要。统计资料显示，通辽气象站降雨时出现雷日的概率更多地集中在21%～38%范围内，多年平均值为32%，53年中有29年大于平均值，以20世纪60年代—80年代居多。历年雨雷日概率最高的出现在1965年为47.06%，其次出现在2003年为44%；雨雷日概率最低为出现在2010年为15.29%，其次出现在1982年为17%。可见有降雨时出现雷暴的概率相对较小，且年际间波动变化较大，分布不均，特别是2010年以后雨雷日概率下降明显。

图1 通辽气象站1961年—2013年雷雨日概率年变化

3.2 季变化

通辽气象站的雷暴日和降雨日呈现出明显的季节性(见表1)。从通辽气象站近53年雷暴日与降雨日季节分布情况来看，由于大气环流作用，致使雷暴和降雨在夏季活动最为频繁，夏季出现雷暴最多，占75%；春季占12.5%，秋季占12.1%，相对较少；冬季很少发生雷暴，因为这个时候温度低、气候干燥，不利于对流活动的发生发展，一般降水也比较弱，要达到雷暴产生的不稳定层结、水汽条件和抬升力条件就更困难[3]。夏季由于太阳辐射，地面增温快，只要高空有冷空气，冷暖空气结合，便于形成对流，一旦有一定的水汽条件，就很容易产生雷暴，而且以雷阵雨居多。历年夏季降雨占的比例最大，为全年的56%，其次是春季，占全年的1/4，秋季比例不到1/5，而冬季出现降雨时最少，为15%。

从雷雨日的概率来看，春、夏、秋季有雷暴时产生降雨的概率都很大，且都很接近，只是夏季雷雨日概率却较低为78.4%，为3个季节中最小的，最大的出现在春季为82.08%。雨雷日概率具有明显的季节分布特点，夏季雨雷日概率最多，为48.93%。夏季温度高，太阳辐射强，致使地面温度达到50 ℃～60 ℃，遇冷空气就很容易形成对流乱流，为雷暴形成创造有利条件，加上受副热带高压因素的影响及海陆热力温差明显，造成夏季雷暴活动频繁，可见夏季雨雷日概率相比其他季节明显高出很多；秋季次之，为25.09%，春季最少，为18.44%。

表1 通辽科尔沁区1961年—2013年雷暴日与降雨日季节分布

3.3 月变化

从通辽气象站1961年—2013年5月—9月雷雨日和雨雷日概率分布图上(见图2)，可以看出两者的月变化差异明显，基本上呈现出相反的变化趋势。雨雷日呈现出单峰型，4月份雷雨日概率最低，仅为6%，接着开始逐月上升，到6月份雨雷日概率却达到了最高峰，为55%，之后开始逐月下降直到10月份，为12%，仅次于4月份。而雷雨日从4月份开始逐月缓慢下降，到6月份下降到全年最低，为76%，对应雨雷日概率是全年最高的，7月—9月雷雨日概率基本上持平，为78%，之后又上升到10月份，全年最高为93%。雨雷日在4月、5月和10月概率较低，而雷雨日概率却相对较高。究其原因，降雨时的条件还不满足雷暴的形成，不利于产生雷暴，而雷暴形成时，表明大气处于不稳定层结，水汽抬升条件已经具备降水产生。

图2 通辽气象站1961年—2013年5月—9月雷雨日与雨雷日概率分布

总体来说，通辽气象站雷暴和降雨有较好的相关性，近53年来雷雨日的概率相对较大，集中在73%～86%之间，2008年后上升趋势明显，夏季二者之间的关系更为紧密，可为降雨指标预报雷暴提供参考。出现雷暴时将近80%都会产生降雨，而出现降雨时产生雷暴的概率却相对较低。原因是产生雷暴时，一般大气环流、水汽比较充足，对流乱流都很强烈，空气容易达到饱和，也容易产生降雨，而一般普通的降雨多数情况下不利于产生雷暴，所以雷暴与强降水有很好的对应关系，而与一般性的降雨对应关系相对较差，这与张义军[5]等的结论较为一致。

4 结束语

①通辽气象站雷暴日与降雨日各年分布不均，波动变化明显。近53年月雷暴日和降雨日概率变化趋势较为一致，7月达到峰值。两者呈正相关，相关系数为0.43；5月—9月，相关性达到0.97，相关性好。②通辽气象站雷雨日和雨雷日概率的年变化波动起伏变化明显，雷暴日出现降雨的概率没有明显的变化趋势，而下雨时出现雷暴的概率呈缓慢下降趋势。历年来通辽气象站出现雷暴时伴随降雨的概率很高，主要集中在73%～86%之间，而2010年以后上升趋势尤为明显。③雷暴主要集中分布在夏季。雷雨日概率各季节差别不明显，雨雷日概率季节差别则较为明显，以夏季最高，为48.93%。各月雷雨日与雨雷日概率分布差异明显，两者月变化趋势基本相反。