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        河北承德市雷暴活動特征分析

        2018-01-19 17:43:52王玉玲
        現(xiàn)代農村科技 2018年9期
        關鍵詞:承德地區(qū)豐寧雷暴

        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烈發(fā)展階段所產生的雷電現(xiàn)象,雷電帶來的危害日益凸顯,常造成嚴重的經濟損失和人員傷亡[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,農牧活動場所仍是戶外雷災的主要區(qū)域,因此研究當?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)據進行整理總結,對當?shù)乩妆┗顒舆M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,同時運用數(shù)據說明雷暴的影響因素。進而得出各影響因素與雷暴的關系,為雷暴監(jiān)測預警指出需監(jiān)測的因素,方便日后的雷暴監(jiān)測預警工作。

        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)占全年總日數(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]等指出夏季風的年代際變化導致我國北方地區(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)據顯示豐寧站2018年6月最高的雷暴日數(shù)多達19 d,此數(shù)據也印證了承德地區(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的,3~5月北方弱冷空氣頻繁過境,當與西南暖濕氣流交匯時容易產生雷暴天氣,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北抬西伸,承德地區(qū)地處副高邊緣,當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,4月雷暴增長幅度也不大,只有2 d左右的雷暴發(fā)生。進入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

        根據歷史數(shù)據選取2008~2017年10年的雷暴資料進行分析,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時,凝結部分帶負電荷,未凝結的水滴帶正電荷,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,同時受東南亞季風影響,強對流天氣多,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。根據數(shù)據分析溫度每升高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害,故而通過分析氣溫增高對日后的雷暴災害預警有一定的預報作用。

        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月時候達到最高雷暴日,恰與降水量變化相符,故而可以認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)受東南季風影響,降水和溫度一起提升,容易形成局部強對流天氣,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相關的對應關系,即氣壓越低雷暴越多,氣壓越高雷暴越少。

        7 總結

        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關系,即氣溫越高降水越多時雷暴發(fā)生的多;氣壓與雷暴呈負相關關系,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)雷電防御預警提供了一些參考。

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