廣西博白縣近30年雷暴氣候特征變化分析

■黃永東 吳劍芳

（廣西博白縣氣象局 廣西博白 537600）

廣西博白縣近30年雷暴氣候特征變化分析

■黃永東 吳劍芳

（廣西博白縣氣象局 廣西博白 537600）

本文根據(jù)博白縣1981-2010年逐日氣象觀測(cè)資料，采用一元線(xiàn)性回歸方程和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)博白縣近30a來(lái)的雷暴氣候特征的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：博白縣是雷暴天氣多發(fā)區(qū)，年平均雷暴日數(shù)為83d，與前30a相比，雷暴日數(shù)的變化呈明顯的下降趨勢(shì)，其線(xiàn)性?xún)A向率為-0.59d/a。雷暴日數(shù)的逐年減少表明博白縣復(fù)雜多變的天氣在逐年減少，趨于平穩(wěn)的天氣較多。

雷暴氣候特征分析

1 引言

雷暴（Thunderstorms）是伴有雷擊和閃電的一種中小尺度局地對(duì)流性天氣。雷暴出現(xiàn)時(shí)必有強(qiáng)烈的積雨云活動(dòng)，因此，往往伴有雷雨、冰雹、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣發(fā)生[1]。強(qiáng)雷暴天氣出現(xiàn)有時(shí)還會(huì)給廣大人民群眾帶來(lái)嚴(yán)重的損失，如雷擊危及人身安全，家用電器、計(jì)算機(jī)機(jī)房直接遭雷擊或閃電感應(yīng)的影響而損壞，有時(shí)因受雷擊的影響還會(huì)使電力線(xiàn)路造成火災(zāi)等，雷暴構(gòu)成的災(zāi)害隨著社會(huì)的發(fā)展日益嚴(yán)重。雷暴的發(fā)生與地理、地形、季節(jié)、氣候等因素有關(guān)[2]。因此，研究雷暴氣候特征的變化趨勢(shì)對(duì)于應(yīng)對(duì)防災(zāi)減災(zāi)工作有著十分重要的意義。

2 資料來(lái)源及分析方法

2.1 資料來(lái)源

氣象資料來(lái)源于博白國(guó)家一般氣象站，（東經(jīng)109°59′,北緯22° 16′,海拔高度66.2m）1981～2010年的氣象觀測(cè) （3次定時(shí)觀測(cè)）資料,選取雷暴日數(shù)作為研究對(duì)象,采用一元線(xiàn)性回歸方程和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法分析其變化趨勢(shì)。雷暴日定義為：在一天內(nèi)只要在觀測(cè)站聽(tīng)到雷聲就算一個(gè)雷暴日，而不論該天雷暴發(fā)生的次數(shù)和持續(xù)時(shí)間[3]。通過(guò)對(duì)雷暴氣候變化趨勢(shì)的分析，揭示在全球氣候變化大背景下博白縣的雷暴變化特征，為博白縣防災(zāi)減災(zāi)工作提供決策參考。

2.2 分析方法

采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線(xiàn)性趨勢(shì)估計(jì)[4]等方法對(duì)博白縣雷暴氣候特征變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。

2.2.1 線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)計(jì)算與檢驗(yàn)

用yi表示樣本量為n的某一氣候變化量（式1），用xi表示yi所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，建立yi與xi之間的一元線(xiàn)性回歸方程:

上式中，a為回歸常數(shù)，b為回歸系數(shù)，b的符號(hào)表示雷暴變化的傾向。當(dāng)b＞0（b＜0）時(shí)，說(shuō)明隨時(shí)間x的增加y呈上升（下降）趨勢(shì)。b值的大小表示上升或下降的傾向程度。式（1）的含義用一條合理的趨勢(shì)線(xiàn)表示y和時(shí)間x之間的關(guān)系。

a和b用最小二乘法進(jìn)行估計(jì)。對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)yi及對(duì)應(yīng)時(shí)間xi，回歸系數(shù)b和常數(shù)a的最小二乘估計(jì)為:

2.2.2 氣候趨勢(shì)系數(shù)計(jì)算和檢驗(yàn)

氣候趨勢(shì)系數(shù)即為y相對(duì)于時(shí)間x的相關(guān)系數(shù)ryx，通過(guò)檢驗(yàn)ryx來(lái)判斷回歸系數(shù)b的顯著與否。它為n個(gè)時(shí)刻（年）要素序列與自然數(shù)列1，2，3，…，n的相關(guān)系數(shù)。

式中，n為年數(shù)，yi是第i年要素，y為樣本均值，x為樣本均值，x=（n+1）/2。顯然，這個(gè)值為正（負(fù)）時(shí)表示該要素在所計(jì)算的n年內(nèi)有線(xiàn)性增（降）的趨勢(shì)。通過(guò)確定ryx（n-2）1/2/（1-ryx2）1/2是否符合自由度為n-2的t分布，從而檢驗(yàn)這種氣候趨勢(shì)是否有意義，還是一種隨機(jī)振動(dòng)。

3 雷暴氣候變化特征分析

3.1 雷暴年際變化

博白縣近30a（1981-2010）共發(fā)生雷暴日數(shù)2483d，年平均雷暴日數(shù)為83d，是雷暴天氣多發(fā)區(qū)[5]，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)屬?gòu)?qiáng)雷暴區(qū)。雷暴日數(shù)最多的年份是1983年，達(dá)到111d，最少的年份是1992年為68d。從圖1分析可以得出，博白近30a年來(lái)雷暴變化的總趨勢(shì)為逐年顯著減少，根據(jù)線(xiàn)性回歸方法統(tǒng)計(jì)分析可知，線(xiàn)性?xún)A向率為-0.59d/a，30a來(lái)共減少18d。分別計(jì)算每個(gè)年代的雷暴日可知：年雷暴日最多的是80年代，共894d，占整個(gè)30a的36.0%，80年代年平均雷暴日數(shù)為89d。90年代總的雷暴日數(shù)為818d，占整個(gè)30a的32.9%，90年代年平均雷暴日數(shù)為82d。到00年代總的雷暴日數(shù)為771d，占整個(gè)30a的31.1%，00年代年平均雷暴日數(shù)為77d。由此可推斷80年代雷暴活動(dòng)是近30a來(lái)最多的10a，然后逐年下降，雷暴日最少的是00年代，與80年代相比，足足少了123d。以30a平均線(xiàn)為分界線(xiàn)來(lái)劃分，80年代年平均雷暴日為89d比30a平均值83d多6d，90年代和00年代年平均雷暴日分別為82d和77d，均低于30a平均值。特別是到了00年代，年平均雷暴日急劇減少。

3.2 雷暴季節(jié)變化特征

按博白縣氣候變化特征來(lái)分季度，春季為3-5月、夏季為6-8月、秋季為9-11月、冬季為12月到次年2月，從表1可以看出，博白縣不同的季度雷暴日數(shù)差別很大，30a中夏季出現(xiàn)的雷暴日數(shù)最多[6]，達(dá)1407d，占整個(gè)30a的56.7%,其次是春季，出現(xiàn)的雷暴有635d，占整個(gè)30a的25.6%，秋季排第三，有386d，占整個(gè)30a的15.5%，最少出現(xiàn)雷暴的是冬季只有55d，占整個(gè)30a的2.2%。從表2中還可以看出，春夏季出現(xiàn)的雷暴日數(shù)比較多，秋冬季出現(xiàn)的雷暴日數(shù)比較少。

3.3 雷暴月際變化

從圖2給出的博白縣近30a（1981-2010）各月雷暴日數(shù)變化趨勢(shì)分析得出，博白縣近30a來(lái)各月均有雷暴活動(dòng)，雷暴發(fā)生的月分布為“單峰”型[8]，以7月份為頂峰。1-7月份雷暴日數(shù)以“上階梯”的型式增加，8-9月份以“下階梯”的型式減少。其中以6、7、8月份的雷暴最多,分別為447d、482d、478d，三個(gè)月份的雷暴占了整個(gè)30a全年的56.7%。最少的是12月份，近30a來(lái)雷暴日數(shù)只有2d，其次是1月份，只有7d。近30a來(lái)1月份和12月份的雷暴日數(shù)占不到全年的0.4%。近30a來(lái)月雷暴活動(dòng)較少的還有11月份，為15d，只占全年雷暴活動(dòng)的0.6%。

3.4 雷暴初日、終日、初終日數(shù)的變化特征

博白縣近30a來(lái)雷暴初日呈線(xiàn)性上升趨勢(shì)，30a中出現(xiàn)最早的年雷暴初日為1992年1月4日。初雷日平均起于3月份左右，3月份仍有冷空氣活動(dòng)。一般出現(xiàn)雷暴大都由冷空氣南下影響所致。

博白縣近30a來(lái)雷暴終日呈線(xiàn)性下降趨勢(shì)，30a中出現(xiàn)最遲的年雷暴終日為2002年12月20日。終雷日平均結(jié)束于10月份左右，10月份汛期已經(jīng)結(jié)束，對(duì)流比較弱，大氣環(huán)流趨于穩(wěn)定，雷暴活動(dòng)相對(duì)較少。

雷暴初終間日數(shù)期較長(zhǎng)，表明一年中雷暴持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，由雷暴引起的災(zāi)害相對(duì)來(lái)說(shuō)就會(huì)多一些。初終間日數(shù)年平均值為237.6d，以全年365d來(lái)計(jì)算，初終間日數(shù)占65%，表明一年中有大半時(shí)間都有雷暴活動(dòng)。

[1郭冬艷，辛吉武，吳勝安等.海南雷暴氣候特征及大氣環(huán)流背景分析 ［J］.氣象科技，2008，36 （4）：404-409.

[2]黃明旺，許向春，趙學(xué)華等.海南省澄邁縣雷暴氣候特征及其災(zāi)害防御 [J].氣象研究與應(yīng)用，2007，28（3）：50-52.

[3]黃啟開(kāi)，楊志華，黃洪吉等.瀘溪縣雷暴天氣的氣候特征分析 [J].氣象研究與應(yīng)用，2012，33（3）：74-76.

[4]劉任翔,許偉彬，李會(huì)玲.三水近50a雷暴氣候特征統(tǒng)計(jì)分析 [J].氣象研究與應(yīng)用, 2010,31（1）：98-101.

[5]李賢鳳.博白縣雷暴活動(dòng)規(guī)律及成因分析 [J].廣西氣象,2001,22（4）：22-23.

X4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-310-2

黃永東（1979～），男，雷電防御工程師，研究方向?yàn)槔纂姺烙c氣象服務(wù)。