河北承德市雷暴活動特征分析

史 洋 王玉玲

（河北省豐寧滿族自治縣氣象局 河北 豐寧 068350）

1 引言

雷暴是積雨云云體強(qiáng)烈發(fā)展階段所產(chǎn)生的雷電現(xiàn)象，雷電帶來的危害日益凸顯，常造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[1]。研究雷暴天氣有著十分重要的意義。承德地處河北省東北部，地形以北部壩上草原和山區(qū)為主，地勢由西北向東南逐漸傾斜，承德雷暴呈西北部多東南少的緯向型特征，屬于高雷區(qū)。承德雷暴期主要集中在每年的6～8月，據(jù)統(tǒng)計，近年來承德地區(qū)6～8月發(fā)生雷擊事件幾十起，農(nóng)牧活動場所仍是戶外雷災(zāi)的主要區(qū)域，因此研究當(dāng)?shù)乩妆┗顒犹卣?，掌握雷暴活動特性尤為重要?/p>

本文利用常規(guī)數(shù)理統(tǒng)計法，按世界氣象組織定義，把某站聽到有雷聲的一個觀測日叫做雷暴日[2]。通過對承德地區(qū)8個縣站1971～2017年常規(guī)氣象站47年所觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理總結(jié)，對當(dāng)?shù)乩妆┗顒舆M(jìn)行分析，得出承德地區(qū)雷暴年變化、月變化、日變化的變化特征，同時運(yùn)用數(shù)據(jù)說明雷暴的影響因素。進(jìn)而得出各影響因素與雷暴的關(guān)系，為雷暴監(jiān)測預(yù)警指出需監(jiān)測的因素，方便日后的雷暴監(jiān)測預(yù)警工作。

2 承德雷暴空間分布特征

2017年承德地區(qū)年平均雷暴日為41.6 d，承德地區(qū)全年3～11月均有雷暴出現(xiàn)，但主要集中出現(xiàn)在5～9月；夏季雷暴日數(shù)占全年總?cè)諗?shù)的73%左右，冬季幾乎沒有雷暴出現(xiàn)。1971～2017年河北雷暴日數(shù)的空間分布年平均雷暴日數(shù)總體上呈西北多東南少特征。2017年全市8個站雷暴日數(shù)在24～61 d之間，其中豐寧站年平均雷暴日數(shù)最多，達(dá)61 d；寬城站最少，僅為24 d。

3 承德雷暴年變化特征

1971～2017年承德地區(qū)8個氣象站統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在測47年期間共計出現(xiàn)雷暴次數(shù)2 035次，年平均雷暴日為43.3 d。近47年承德地區(qū)年雷暴日總體上呈遞減趨勢，承德地區(qū)年平均雷暴日變化大，47年中年平均雷暴日數(shù)超過44 d的有31年，占65.9%，大部分出現(xiàn)在21世紀(jì)以前；但總的來說呈下降趨勢。這與我國其它地區(qū)如云南、湖北和海南等地區(qū)雷暴日氣候特征年變化減少趨勢一致。黃榮輝[3]等指出夏季風(fēng)的年代際變化導(dǎo)致我國北方地區(qū)降水量減少，宋桂英[4]等指出由于青藏高原大地形作用，孟加拉灣和南海的水汽北上受阻，受大氣環(huán)流影響河北高原水汽輻合偏弱，在此氣候背景下，河北地區(qū)雷暴日數(shù)也相應(yīng)減少，故而承德地區(qū)雷暴日總體呈下降趨勢。

4 承德雷暴季節(jié)變化特征

1971～2017年間，承德地區(qū)雷暴出現(xiàn)月平均變化非常明顯，在夏日居多，集中在6～8月，占全年總雷暴日數(shù)的73%以上，而從11月至次年3月基本沒有雷暴。全年雷暴最多的月份為7月，數(shù)據(jù)顯示豐寧站2018年6月最高的雷暴日數(shù)多達(dá)19 d，此數(shù)據(jù)也印證了承德地區(qū)雷暴分布有北多南少的特征。

雷暴的這種明顯的月變化分布特征與天氣變化是密切相關(guān)的，3～5月北方弱冷空氣頻繁過境，當(dāng)與西南暖濕氣流交匯時容易產(chǎn)生雷暴天氣，因此，雷暴活動也日趨活躍；6～8月西太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)北抬西伸，承德地區(qū)地處副高邊緣，當(dāng)有從西北移入的冷空氣時，冷暖空氣在承德地區(qū)上空頻繁交匯引發(fā)雷暴；9月份副熱帶高壓南撤，雷暴天氣開始減少，10月份以后至次年3月份雷暴極少出現(xiàn)。

從逐月來看全市1～3月和11、12月都沒有雷暴發(fā)生，這與河北北部地區(qū)冬季干燥少雨溫度偏低有關(guān)，4月雷暴增長幅度也不大，只有2 d左右的雷暴發(fā)生。進(jìn)入5月以后全市雷暴活動開始頻繁。一直持續(xù)到9月，這期間出現(xiàn)的雷暴占年總雷暴日的90%左右，這是因為在夏季時承德地區(qū)受東南亞季風(fēng)的影響，有充沛的水汽條件，再加上足夠的動力熱力作用，很容易形成對流天氣，所以雷暴發(fā)生頻繁。其中尤以豐寧縣表現(xiàn)明顯，豐寧地處承德市區(qū)西北部，地形以北部壩上草原、中南部山區(qū)為主，夏季因為地形因素所以比其他地區(qū)更容易發(fā)生雷暴。所以豐寧縣在承德地區(qū)甚至整個河北7月出現(xiàn)的雷暴日數(shù)也是最多的。

5 雷暴日變化特征

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)選取2008～2017年10年的雷暴資料進(jìn)行分析，可得知一共有419個雷暴日，其中有100個雷暴在夜間20：00～上午8：00出現(xiàn)，雷暴日在夜間出現(xiàn)的概率約為24%。承德地區(qū)雷暴的日變化非常明顯，上午8：00～11：00呈平穩(wěn)略帶下降的趨勢，中午12：00～下午15：00一直呈上升趨勢，15：00以后呈下降趨勢，其中14：00～17：00為雷暴出現(xiàn)的高峰期，占白天出現(xiàn)總數(shù)的51%，14：00～15：00達(dá)到最大值，約占18%。每日下午氣溫較高，引起水汽的蒸發(fā)，上升的水蒸氣在云的上端遭遇低溫空氣而開始凝結(jié)時，凝結(jié)部分帶負(fù)電荷，未凝結(jié)的水滴帶正電荷，這樣就形成了雷暴云，所以下午比較容易發(fā)生雷暴。

承德在1971～2017年間雷暴平均初日為4月20日，平均終日為10月28日，各年出現(xiàn)雷暴活動的日期不確定性較大。雷暴初日變化趨勢表明每年雷暴出現(xiàn)的日期有所提前，而雷暴終日在緩慢推遲，雷暴結(jié)束時間越來越晚。

6 雷暴影響因素分析

雷暴形成的基本要素：水分、迅速爬升的暖空氣、氣壓。下面從這三要素分析對雷暴影響。

2017年承德地區(qū)氣溫在1～3月和11、12月為負(fù)值，而在這期間承德地區(qū)也沒有發(fā)生雷暴；在6～8月時承德氣溫出現(xiàn)了峰值，恰在這時候雷暴也發(fā)生的最多，總體分析溫度與雷暴日的變化趨勢相同，雷暴日隨溫度增加而增加。

原因：春冬季承德地區(qū)氣溫寒冷，環(huán)境干燥，不利于雷暴的形成；而夏季承德受東亞季風(fēng)環(huán)流影響，為典型的溫帶大陸性氣候，故而夏季炎熱，氣溫高，同時受東南亞季風(fēng)影響，強(qiáng)對流天氣多，夏季降水相對集中，因此能提供足夠的水汽，為雷暴的形成提供有利的條件，故而夏季發(fā)生雷暴的概率較高。根據(jù)數(shù)據(jù)分析溫度每升高1℃雷暴發(fā)生的次數(shù)就多了30%，這足以帶來更大的雷暴災(zāi)害，故而通過分析氣溫增高對日后的雷暴災(zāi)害預(yù)警有一定的預(yù)報作用。

承德地區(qū)降水主要集中在5～8月。且在7月時候出現(xiàn)峰值，在7月時候達(dá)到最高雷暴日，恰與降水量變化相符，故而可以認(rèn)為降水量對雷暴的形成起到一定作用。究其原因，因為在夏季承德地區(qū)受東南季風(fēng)影響，降水和溫度一起提升，容易形成局部強(qiáng)對流天氣，為雷暴的形成提供了有力的條件。

雷暴分布與平均氣壓呈負(fù)相關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，即氣壓越低雷暴越多，氣壓越高雷暴越少。

7 總結(jié)

7.1 承德地區(qū)47年年平均雷暴日數(shù)為43.3 d，呈南北部多東南部少的緯向型特征；北部豐寧地區(qū)最多，南部寬城縣相對較小。

7.2 承德地區(qū)年平均雷暴時間變化較大，1971～2017年年雷暴日數(shù)明顯減少。

7.3 承德地區(qū)雷暴月變化明顯，其主要集中在夏季5～9月，其他月份基本沒有雷暴發(fā)生。夏季發(fā)生雷暴日數(shù)占總數(shù)的73%左右。

7.4 承德地區(qū)雷暴的日變化非常明顯，上午8：00～11：00呈平穩(wěn)略帶下降的趨勢，12：00～15：00一直呈上升趨勢，15：00以后呈下降趨勢，其中14：00～17：00為雷暴出現(xiàn)的高峰期，占白天出現(xiàn)總數(shù)的51%，14：00～15：00達(dá)到最大值，約占18%。

7.5 承德1971～2017年雷暴平均初日為4月20日，平均終日為10月28日，各年出現(xiàn)雷暴活動的日期不確定性較大，最早雷暴初日與最晚雷暴終日相差近3個月。

7.6 溫度、降水、氣壓共同影響雷暴分布，其中氣溫和降水與雷暴呈正相關(guān)關(guān)系，即氣溫越高降水越多時雷暴發(fā)生的多；氣壓與雷暴呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即氣壓越小雷暴發(fā)生越少。同時，三者對于雷暴活動的影響也有強(qiáng)弱順序，溫度對雷暴分布的影響最大，其次是氣壓，最后才是降水量，這為以后承德地區(qū)雷電防御預(yù)警提供了一些參考。