摘 要:利用鄧州市1971~2000年30年的雷暴觀測資料,統(tǒng)計分析了我市雷電的時空分布特征、雷暴與天氣系統(tǒng)的關(guān)系。分析表明:鄧州市年平均雷暴日為23天,年雷暴日呈減少趨勢,初雷基本無變化,終雷呈提前趨勢。平均每年的4~8月為雷暴的多發(fā)季節(jié),而7月份達到雷暴的最高值。
關(guān)鍵詞:雷電;時空分布;天氣系統(tǒng)
1 概述
雷電是大氣中的放電現(xiàn)象,常伴有陣性降水,有時還會出現(xiàn)局部的大風、冰雹甚至龍卷,屬強對流天氣系統(tǒng)。文章利用鄧州多年雷暴資料,分析指出了鄧州市雷暴時空分布特征。
2 雷電的時空分布特征
2.1 雷暴的時間分布
2.1.1 資料來源及統(tǒng)計說明
根據(jù)我市30年來的雷暴原始資料,整理統(tǒng)計出我市歷年平均雷暴日、各年雷暴日、各月平均雷暴日、主要分布的月份、年最多(少)雷暴日、歷年月最多(少)雷暴日、最早(遲)初(終)雷,以及歷年初(終)雷出現(xiàn)頻率等。
2.1.2 雷暴的年活動變化特征
根據(jù)我市1971~2000年共30年資料的整理統(tǒng)計,我市歷年共出現(xiàn)雷暴695天,年平均雷暴日為23天。歷年中最多雷暴日出現(xiàn)在1979年,為36天,最少雷暴日出現(xiàn)在1997年,為11天。最早的初雷出現(xiàn)在1979年的2月21日,最遲的初雷出現(xiàn)在2000年的4月1日;最早的終雷出現(xiàn)在2007年的9月3日,最遲的終雷出現(xiàn)在1977年的12月31日。
根據(jù)歷年雷暴日數(shù)統(tǒng)計及年雷暴日數(shù)趨勢變化得出,年雷暴日數(shù)總體呈減少趨勢。根據(jù)歷年各月初(終)雷出現(xiàn)頻率得出:歷年初雷主要出現(xiàn)時間在三月份,頻率為43%,其次是二月份,頻率為40%,四月份最少,僅一天,出現(xiàn)在2000年的4月1日;歷年終雷主要出現(xiàn)在十月,頻率為40%,其次是九月和十一月,頻率均為25%。再從初雷和終雷的變化分析得出:初雷出現(xiàn)時間的變化趨勢很小,基本無變化,但各年間的變化幅度較大,基本呈一年早一年遲的波動態(tài)勢變化;而終雷出現(xiàn)時間的變化呈提前趨勢。
2.1.3 雷暴的月活動變化特征
根據(jù)資料統(tǒng)計顯,我市各月均可能出現(xiàn)雷暴,而一年中出現(xiàn)雷暴日數(shù)最多的月份是8月份,30年中共出現(xiàn)336天雷暴,年平均出現(xiàn)11.2天;其次是7月份,30年中共出現(xiàn)312天,年平均出現(xiàn)10.4天,從1月至8月每月雷暴日數(shù)都呈階梯式增加,從9月份開始到12月每月雷暴日數(shù)呈急速陡降。
2.2 雷電的空間分布
雷暴的空間活動特征:由于江河、山脈等地形條件對雷暴的移動及強度有一定的影響,當雷暴移近山脈時,一定高度的山脈對雷暴移動有阻擋作用,并由于地形的抬升作用,使對流愈加旺盛,雷暴云得到加強,并沿著山的走向移動,有時受山地地形和熱力作用影響,在山區(qū)里打轉(zhuǎn),等轉(zhuǎn)到山口處便迅速移出。我市地形西北部多丘陵、山脈,東部平原。故雷暴多集中在西北部。
3 雷暴與天氣系統(tǒng)的關(guān)系分析
3.1 產(chǎn)生雷暴的天氣系統(tǒng)
對雷暴的天氣形勢和天氣系統(tǒng)的分析是預測雷暴天氣的基本途徑。產(chǎn)生雷暴的天氣形勢主要是:鋒面、低槽、低渦等低值天氣系統(tǒng),西太平洋副熱帶高壓西部的邊緣以及熱帶低值系統(tǒng)等都是有利于雷暴發(fā)生的天氣系統(tǒng)。
冷鋒雷暴:是鋒面抬升不穩(wěn)定的暖濕空氣所形成,它的形成與鋒面坡度,移動速度,暖濕空氣性質(zhì),高空天氣系統(tǒng)的相互配置等有關(guān)。在冷鋒前暖濕空氣活躍的情況下,當冷鋒過境時一般有雷暴形成。冷鋒雷暴與太平洋高壓的強弱、進退有密切關(guān)系。當太平洋高壓東撤或減弱時,在冷鋒逼近的地方可形成雷暴,而當太平洋高壓西進或加強時,則冷鋒東移受阻,有時甚至鋒消,不利于雷暴的生成。若中、低層有明顯的高空槽(切變線)與冷鋒相配合,且與冷鋒的間隔小于2~3緯距時,則冷鋒過境時90%有雷暴產(chǎn)生,尤其當高空槽線與鋒線重合成為前傾槽時,則更易形成強雷暴。冷鋒雷暴出現(xiàn)的雷暴時間大約在冷鋒過境前2~4小時內(nèi)。若高空槽是前傾槽,則雷暴出現(xiàn)在高空槽后與冷鋒之間的區(qū)域。若是后傾槽,則雷暴出現(xiàn)在冷鋒之后與高空槽之間的區(qū)域。冷鋒雷暴持續(xù)的時間與冷鋒的移速、強度及中層槽線配置和槽的移速有關(guān),一般當系統(tǒng)移速快或強度較強時,雷暴持續(xù)時間較短,反之,則雷暴持續(xù)時間長。
高空槽切變線雷暴:槽線或切變線前后的氣流分布和它們的冷暖性質(zhì)決定了高空槽或切變線是否能夠造成雷暴。槽線前后的氣流分布情況主要以槽線兩側(cè)的風向交角及風速大小來表征。一般來說,風向交角越接近或小于90°及槽后風速較大,槽線上的輻合上升運動也較強,這樣的槽就有利于產(chǎn)生雷暴天氣。當?shù)蛯铀渑婧蜌鈱硬环€(wěn)定時,且槽越深,氣流輻合越強,相應的上升運動也越強,越有利于雷暴的形成,反之則不利。
西太平洋副熱帶高壓邊緣雷暴:夏季,西太平洋副熱帶高壓的邊緣西側(cè),西南暖濕氣流十分活躍,氣層不穩(wěn)定,常儲存有大量不穩(wěn)定能量。在有外來系統(tǒng)侵入或沒有外來系統(tǒng)侵入的情況下,都有發(fā)生雷暴的可能。當天氣系統(tǒng)很弱,等壓線十分稀疏時,有時可以由于地形造成的小范圍風場輻合,而引起孤立分散的雷暴。當副熱帶高壓明顯東退時,也可引起不穩(wěn)定能量釋放而造成雷暴。當副熱帶高壓西北部有鋒面、低壓、高空槽、切變線、低渦等系統(tǒng)影響時,在副熱帶高壓西北部會出現(xiàn)較廣的雷暴區(qū)。如原為低壓控制,天氣較壞,水汽較多,當副高邊緣影響時,在西部邊緣的熱力作用下,午后常有熱雷暴產(chǎn)生。如副高西伸不快,雷暴可持續(xù)2~3天,但強度逐漸減弱。如副熱帶高壓西伸地區(qū),原為高壓控制,則下沉氣流加強,不可能出現(xiàn)雷暴。又如副高東撤時,則西邊往往有低槽東移,輻合上升氣流加強,則副高內(nèi)下沉逆溫減弱消失,有利于雷暴產(chǎn)生。
3.2 各天氣系統(tǒng)雷暴的產(chǎn)生時間及主要移動路徑
我市較經(jīng)常出現(xiàn)的雷暴主要產(chǎn)生的天氣系統(tǒng)是:冷鋒、高空槽切變線、西太平洋副熱帶高壓邊緣等。我市的冷鋒雷暴一般產(chǎn)生在3~4月份,高空槽、切變線雷暴以及一般產(chǎn)生在5~8月份;副熱帶高壓邊緣雷暴主要產(chǎn)生在7~9月份。
我市的冷鋒雷暴、高空槽切變線雷暴一般是隨著系統(tǒng)的影響逐漸從我市的西北部往東南部移動,有時切變線雷暴也會隨著切變線的北抬從南往北移動;而副熱帶高壓邊緣雷暴主要是隨著系統(tǒng)從海上往內(nèi)陸西伸或者從內(nèi)陸往海上東撤的路徑從我市的東部往西部或者從西部往東部移動的,一般西伸的副熱帶高壓邊緣的對流比東撤的副高系統(tǒng)強;熱帶低值系統(tǒng)雷暴一般產(chǎn)生自西行的熱帶低值系統(tǒng)尾部的倒槽內(nèi)。
4 結(jié)束語
(1)我市年平均雷暴日為23天,年雷暴日呈減少的趨勢,初雷主要出現(xiàn)在3月份,終雷主要出現(xiàn)在9月份。
(2)平均每年的4~8月份為雷暴的多發(fā)季節(jié),而8月份達到雷暴的最高值,從1~8月份每月雷暴日都呈階梯式增加,從9月份開始到12月份每月雷暴日依次減少。
(3)我市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)歷年的雷閃次數(shù)基本上沿西北到東南的方向逐漸減少。
(4)我市較經(jīng)常出現(xiàn)的雷暴主要產(chǎn)生的天氣系統(tǒng)是:冷鋒、高空槽切變線、副熱帶高壓邊緣。
參考文獻
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作者簡介:廖賀龍(1983,9-),男,河南鄧州人,鄧州氣象局,助理工程師,研究方向為氣象。