王宇宸

(錫林郭勒盟氣象局，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

錫林郭勒盟地處內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，東西距離600多km，南北距離400多km，總面積20.3萬km2，約占內(nèi)蒙古自治區(qū)總面積1/6。按中國氣候區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬中溫帶干旱、半干旱大陸性氣候，冬季寒冷、夏季炎熱，雨熱同期，地理環(huán)境和氣候條件十分復(fù)雜[1]。年平均降水量在135 mm～380 mm之間，雨量分布由東南向西北遞減，且雨季短促，降水多集中在6月—8月，其降水量的過渡分布決定了雷暴活動的空間分布。馬志憲[2]等指出西太平洋副高脊是影響錫林郭勒地區(qū)大多數(shù)暴雨關(guān)鍵的環(huán)流系統(tǒng)，其季節(jié)性位移直接影響錫林郭勒盟地區(qū)降水的多寡，副高的活動特征與錫林郭勒盟暴雨有著極為密切的關(guān)系。從20世紀(jì)60年代以來，錫林郭勒盟暴雨次數(shù)在年代際上呈遞增趨勢，多發(fā)生時段在6月—9月，氣候波動性大，夏季有強對流性天氣產(chǎn)生，使該地區(qū)在特定季節(jié)存在雷暴災(zāi)害風(fēng)險。李霞[3]對1994年—2013年錫林郭勒盟雷暴日特征進(jìn)行了分析，得出全盟雷暴初日明顯推遲，雷暴終日提前結(jié)束，雷暴日數(shù)逐年下降。雖然雷暴日數(shù)有下降趨勢，但暴雨伴隨雷暴出現(xiàn)概率不確定，目前天氣預(yù)報大范圍的降水天氣預(yù)報精準(zhǔn)，但區(qū)域間小概率暴雨無法精確定位。近些年，錫林郭勒盟地區(qū)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，高層建筑及電子電力設(shè)備應(yīng)用日趨廣泛，并建設(shè)有旅游景觀及大型文化場館等人員密集型建筑，使?jié)撛诶讚魹?zāi)害損失增加。因此，有必要對錫林郭勒盟地區(qū)的雷暴特征做全面分析，為錫林郭勒地區(qū)防雷服務(wù)提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 資料與方法

利用錫林郭勒盟15個氣象站1981年—2010年雷暴日數(shù)據(jù)及降水日觀測數(shù)據(jù)，涵蓋研究區(qū)15個市級及旗縣級氣象站點，如圖1所示。使用數(shù)理統(tǒng)計方法及線性趨勢分析錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日年際變化、雷暴日月際變化及雷暴氣候傾向率。統(tǒng)計30年間年均逐日雷暴日數(shù)、逐日降水日及逐日降水量，并分析雨中有雷率的年際變化與逐日變化。

2 雷暴時空變化特征及與降水的關(guān)系

2.1 雷暴日數(shù)

利用1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日數(shù)資料，統(tǒng)計分析得出錫林郭勒盟各站點30年平均雷暴日數(shù)為27.2 d，年際間有較大差異，其中最多達(dá)36.2 d，出現(xiàn)在1992年，最少為20.5 d，出現(xiàn)在2007年。研究區(qū)域內(nèi)地區(qū)間年平均雷暴日數(shù)差異較大，最高值為37 d，出現(xiàn)在多倫縣，最低值為19.4 d，出現(xiàn)在二連浩特，并呈現(xiàn)沿東南向西北方向遞減的趨勢。依據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB50343-2012)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(年平均雷暴日大于25 d，不超過40 d的地區(qū)為中雷區(qū)；年平均雷暴日不超過25 d為少雷區(qū))[4]，所統(tǒng)計站點中10個所在地區(qū)屬中雷區(qū)，5個為少雷區(qū)，其中錫林浩特年平均雷暴日25.7 d，為中雷區(qū)。

圖1 錫林郭勒盟氣象觀測站點分布

圖2 1981年—2010年錫林郭勒盟雷暴日數(shù)年際變化

2.2 雷暴日數(shù)年際變化

1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日數(shù)年際變化呈下降趨勢，如圖2所示，年平均雷暴日數(shù)下降趨勢為2.17 d/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.4496。年平均雷暴日數(shù)最多36 d，出現(xiàn)在1992年，次多日數(shù)出現(xiàn)在2004年35 d；年平均雷暴日數(shù)最少21 d，出現(xiàn)在2007年，其次出現(xiàn)在2002年；錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日數(shù)逐年減少，這與我國大部分地區(qū)平均雷暴頻數(shù)在波動中減少的研究成果相一致[5,6]。

2.3 雷暴日數(shù)月變化

圖3為1981年—2010年錫林郭勒盟雷暴日數(shù)月際變化圖，由圖2可知，錫林郭勒盟雷暴日數(shù)呈顯著的季節(jié)性特征，雷暴多集中在夏季。錫林郭勒盟地區(qū)6月— 8月年平均雷暴日數(shù)分別為6.8 d、8.21 d與6.44 d，共占平均年雷暴日的78.8%。平均雷暴日數(shù)呈單峰形式，5月— 9月共有26.3個雷暴日，占總雷暴日數(shù)的96.7%，雷暴分布具有明顯的集中性。雷暴日波谷為11月到次年3月，月平均0.01 d，1981年—2010年30年間僅有23次雷暴日記錄，也極少有冬季雷暴。

圖3 1981年—2010年錫林郭勒盟雷暴日數(shù)月際變化

圖4 1981年—2010年錫林郭勒盟年均逐日降水日、逐日雷暴日及逐日降水量

2.4 雷暴與降水的關(guān)系

2.4.1 逐日雷暴日與逐日降水日。為掌握錫林郭勒盟地區(qū)的雷暴氣候特點，統(tǒng)計各站點歷史上任一天的雷暴氣候概況，可分析歷年1月—12月任意一天的雷暴氣候概率[5]。從錫林郭勒盟逐日雷暴日數(shù)(圖4)可知，雷暴日數(shù)和降水日數(shù)、降水量變化趨勢一致，有較好的對應(yīng)關(guān)系。在11月至次年3月發(fā)生雷暴概率接近0，4月—7月初呈上升期，7月底—10月雷暴日數(shù)逐漸下降接近至0，但在7月兩最大峰值間出現(xiàn)一處短暫的波谷，為期15 d左右。逐日降水日數(shù)據(jù)基本與雷暴日同增同減，在7月—8月間亦存在30 d左右的波谷。逐日降水量數(shù)據(jù)趨勢也與雷暴日數(shù)據(jù)相同，但在峰值點處約有10 d左右的滯后，表示8月間相對7月高降水而少雷暴。錫林郭勒盟夏季受副熱帶高壓影響，降水較為豐沛，同時有利于雷暴活動；冬季主要受河套倒槽和蒙古冷渦影響下產(chǎn)生降水[7]，但地區(qū)冬季地表溫度低，難以滿足形成極不穩(wěn)定大氣層結(jié)的對流條件，使冬季雷暴日數(shù)記錄極少，雷暴分布集中于5月—10月。

2.4.2 雨中有雷率。由于大氣環(huán)流和熱力及動力條件不同，降水中有雷和無雷均可出現(xiàn)。降雨時，人們會因為避雨等而忽略了防雷的重要性，因此引發(fā)了不少雷災(zāi)，分析降水中有雷和無雷，特別是降水中有雷情況對氣象服務(wù)和預(yù)報業(yè)務(wù)都較為重要[5]。統(tǒng)計分析1981年—2010年間錫林郭勒盟地區(qū)降水日出現(xiàn)雷暴的比率，如圖5(a)所示，最高為1986年的0.401，最低為2010年的0.239。30年間雨中有雷呈緩慢波動下降，其氣候傾向率為-0.009/10 a，1995年后下降趨于明顯，氣候傾向率達(dá)-0.043/10 a，表明近年來降水日中出現(xiàn)雷暴天氣的概率有所下降。

錫林郭勒盟30年間逐日雨中有雷率，如圖5(b)所示，11月至次年3月幾乎無雷暴，4月—7月初降水日發(fā)生雷暴概率逐漸上升，最高達(dá)到92.5%，隨后振蕩下降至0，整體呈單峰型分布。錫林郭勒盟雨中有雷率，也具有較強的季節(jié)性與集中性，表明雷暴影響因素于夏季較為活躍。

上升速度和水汽條件是影響雷暴動力、微物理過程和閃電活動的最重要因子[8]。錫林郭勒盟夏季炎熱且雨熱同期，夏季地面溫度增溫快，易形成對流，形成較高的上升速度。在合適的水氣條件下易形成有利于雷暴的成熟期延長從而增強閃電活動，使6月—8月雨中有雷率遠(yuǎn)高于其他月份。

(a)雨中有雷率年際變化

(b)逐日雨中有雷率圖5 1981年—2010年錫林郭勒盟雨中有雷率分布

3 結(jié)論

①1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)多年平均雷暴日數(shù)為27.2 d，年際間差異較大。地區(qū)間平均雷暴日數(shù)差異較大，所統(tǒng)計站點中10個所在地區(qū)屬中雷區(qū)，5個為少雷區(qū)。②1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日數(shù)年際變化呈下降趨勢，年平均雷暴日數(shù)下降趨勢為2.17 d /10 a，相關(guān)系數(shù)為0.4496。年平均雷暴日數(shù)最多36 d，出現(xiàn)在1992年，年平均雷暴日數(shù)最少21 d，出現(xiàn)在2007年。③1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日呈顯著的季節(jié)性特征，雷暴多集中在夏季，共占平均年雷暴日的78.8%，極少有冬季雷暴，雷暴分布具有明顯的集中性。④1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雷暴日數(shù)和降水日數(shù)、降水量變化趨勢一致，有較好的對應(yīng)關(guān)系。在11月至次年3月發(fā)生雷暴概率接近0，4月—7月初呈上升期，7月底—10月雷暴日數(shù)逐漸下降接近至0。 逐日降水量數(shù)據(jù)及逐日降水日數(shù)據(jù)基本與雷暴日同增同減，且8月間相對7月高降水而少雷暴。⑤1981年—2010年錫林郭勒盟地區(qū)雨中有雷率呈緩慢波動下降，其氣候傾向率為-0.009/10 a，1995年后下降趨于明顯，氣候傾向率達(dá)-0.043/10 a，表明近年來降水日中出現(xiàn)雷暴天氣的概率有所下降。