朱玉婷,卜清軍,趙金艷
(天津市濱海新區(qū)氣象局 天津300457)
本文所使用的雷暴日資料,均來自天津市濱海新區(qū)塘沽國家基本觀測站1964—2013年的常規(guī)地面氣象觀測資料,并將其建立數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)計分析。在統(tǒng)計方法上,年雷暴日數(shù)即是整年雷暴日數(shù)的總和,它是反映整年雷暴活動的主要參數(shù)。年平均雷暴日數(shù),單位是天,它是指雷暴日的年平均數(shù),也就是多年雷暴日數(shù)的平均結(jié)果。
塘沽地域近50年(1964—2013年)來,雷暴日數(shù)在每個年份的差別較大,年平均雷暴日數(shù)為 26.7d。如圖 1所示,年雷暴日數(shù)最多的是 1964年的 43d,最少的年雷暴日數(shù)為1999年的13d,兩者相差30d,雷暴日數(shù)最多的一年約是最少年份雷暴日數(shù)的3.3倍。年雷暴日數(shù)在 13~20d的有 8年,占 16%;在 21~30d的有 30年,占 60%;在 31~40d的有 9年,占18%;在 41~50d的有 3年,占 6%。其中年雷暴日數(shù)在 15~40d的共有 46年,占到統(tǒng)計總年份的92%,所以塘沽地域符合中雷區(qū)的特征,屬于雷暴多發(fā)區(qū)。
圖1 塘沽地域年雷暴日數(shù)的年際變化及趨勢圖Fig.1 Annual variation and trend of number of thunderstorm days in Tanggu area
圖1顯示了1964—2013年塘沽地域雷暴日數(shù)的年際變化及趨勢,橫軸為統(tǒng)計數(shù)據(jù)的年份,縱軸表示年雷暴日數(shù)。虛線是線性擬合計算結(jié)果,從圖中可以看出,塘沽地域年雷暴日數(shù)在過去的近 50年來總體呈現(xiàn)有所減少的趨勢,假設(shè)整體減少趨勢是按照線性變化,則通過線性擬合計算得出年雷暴日數(shù)以大約每10年減少2d的速率在減少。針對近50年年雷暴日數(shù)減少的趨勢,文中主要采用以 5年為一個周期,將所研究的 50年按照年份依次分為 10個周期。采用35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相應(yīng)的雷暴日數(shù)進行對比分析,以尋求找到近 50年雷暴日數(shù)變化的規(guī)律和特點。
在圖2所示的距平變化圖中,橫坐標(biāo)軸由以5年為一個周期所對應(yīng)的年份來表示,縱坐標(biāo)軸表示年平均雷暴日數(shù)。從圖中可直觀看出,與 1999年所對應(yīng)的年平均雷暴日數(shù)距平是-8.3,負(fù)距平顯著增加,說明這個差值增大了,在相應(yīng)時間段內(nèi)的年雷暴日數(shù)出現(xiàn)了異常。從 1999—2013年的近 15年年平均雷暴日數(shù)均為負(fù)距平,年平均雷暴日數(shù)一直處于低于平均值的天數(shù)。1964—1998年的35年雷暴日數(shù)既有正距平,也有負(fù)距平,在 35年周期內(nèi)圍繞年平均雷暴日數(shù)波動,但總體表現(xiàn)為正距平,年雷暴日數(shù)總體處于高于平均值的天數(shù)。這就意味著在過去的后35年雷暴日數(shù)是增加趨勢,在近 15年雷暴日數(shù)具有明顯下降趨勢。
圖2 塘沽地域年雷暴日數(shù)距平變化圖Fig.2 Anomaly of annual thunderstorm days in Tanggu area
塘沽地域近 50年(1964—2013年)來雷暴日數(shù)在6~8月的夏季出現(xiàn)次數(shù)最多,占整年的47.8%,其次是春季的 3~5月占整年的 29.2%,秋季的 9~11月占整年的13%,冬季的12月~次年2月沒有雷暴發(fā)生。夏季發(fā)生雷暴的次數(shù)約占整年次數(shù)的一半。這是因為塘沽地域?qū)儆诖箨懶詺夂?,主要受季風(fēng)環(huán)流的影響,夏季氣候溫暖,旺盛的西南季風(fēng)和充足的熱力、動力條件帶來了足夠的水汽,容易產(chǎn)生強對流性天氣,使得雷暴非常容易發(fā)生。由此還可以看出,雷暴日數(shù)的季節(jié)變化與氣候?qū)W的季節(jié)變化基本是保持一致的。
同樣采用以 5年為 1個周期,將用 35a(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相應(yīng)的平均雷暴日數(shù)據(jù)分別進行計算春季、夏季、秋季和冬季的平均雷暴日數(shù),如圖3所示。過去的后35年和近15年平均雷暴日數(shù)的季節(jié)變化趨勢與 50年(1964—2013年)平均雷暴日數(shù)季節(jié)變化趨勢保持一致性,平均雷暴日數(shù)均具備顯著的季節(jié)變化特點。在平均雷暴日數(shù)上(除了冬季平均雷暴日數(shù)均為 0外),35年平均雷暴日數(shù)在春、夏、秋 3個季節(jié)都高于 50年平均雷暴日數(shù);近15年平均雷暴日數(shù)都低于50年平均雷暴日數(shù)。這表明,35年、近15年和50年平均雷暴日數(shù)在夏季差別尤為明顯。
圖3 塘沽地域年平均雷暴日數(shù)季節(jié)變化圖Fig.3 Seasonal variation of annual mean number of thunderstorm days in Tanggu area
圖 4為塘沽地域逐月平均雷暴日數(shù)的變化圖。從圖中可以看出,近 50年(1964—2013年)來,塘沽地域的雷暴日數(shù)月變化的特征,主要呈“單峰”分布,主峰是 7月,在 1~7月,雷暴日數(shù)急劇增多,在7~12月,雷暴日數(shù)逐步減少,高峰值出現(xiàn)在 6~8月,這 3個月份幾乎每年都會有雷暴發(fā)生,每一年僅有12月至次年2月時期無雷暴活動產(chǎn)生。
圖4 塘沽地域逐月平均雷暴日數(shù)變化圖Fig.4 Monthly variation of mean thunderstorm days in Tanggu area
同樣采用以5年為一個周期,將用35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相應(yīng)的平均雷暴日數(shù)據(jù)進行逐月計算,結(jié)果顯示35年和近15年平均雷暴日數(shù)的月變化趨勢與 50年(1964—2013年)雷暴日數(shù)保持一致性。在平均雷暴日數(shù)上,除了在 4月和11月這2個月份,35年略少于近15年的日數(shù),其他月份都符合高于 50年(1964—2013年)每月平均雷暴日數(shù);近15年每月平均雷暴日數(shù)也都低于50年(1964—2013年)平均雷暴日數(shù)。在7月和8月,35年平均雷暴日數(shù)約是近15年的1.5倍。
本文通過以 5年為一個周期,對 35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)雷暴日數(shù)來進行對比分析。統(tǒng)計計算結(jié)果表明,后35年和近15年在年雷暴日數(shù)的距平變化、雷暴日數(shù)季節(jié)變化和逐月變化 3個方面都基本符合 35年雷暴日數(shù)高于 50年(1964—2013年)平均雷暴日數(shù);近15年平均雷暴日數(shù)都明顯低于 50年(1964—2013年)平均雷暴日數(shù)的規(guī)律。據(jù)此可以推斷,過去的近 50年的年雷暴日數(shù)總體減少趨勢是以 1999年為分界點,根據(jù)上述規(guī)律和特點,應(yīng)在該地區(qū)采取相應(yīng)有效的防御措施,進一步完善雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和制定雷電災(zāi)害風(fēng)險評估,以減少雷電災(zāi)害的發(fā)生。