天津市滨海新区塘沽地域雷暴日数变化规律及特征分析

朱玉婷，卜清军，赵金艳

(天津市滨海新区气象局 天津300457)

0 引 言

本文所使用的雷暴日资料，均来自天津市滨海新区塘沽国家基本观测站1964—2013年的常规地面气象观测资料，并将其建立数据库进行统计分析。在统计方法上，年雷暴日数即是整年雷暴日数的总和，它是反映整年雷暴活动的主要参数。年平均雷暴日数，单位是天，它是指雷暴日的年平均数，也就是多年雷暴日数的平均结果。

塘沽地域近50年(1964—2013年)来，雷暴日数在每个年份的差别较大，年平均雷暴日数为 26.7d。如图 1所示，年雷暴日数最多的是 1964年的 43d，最少的年雷暴日数为1999年的13d，两者相差30d，雷暴日数最多的一年约是最少年份雷暴日数的3.3倍。年雷暴日数在 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%。其中年雷暴日数在 15～40d的共有 46年，占到统计总年份的92%，所以塘沽地域符合中雷区的特征，属于雷暴多发区。

图1 塘沽地域年雷暴日数的年际变化及趋势图Fig.1 Annual variation and trend of number of thunderstorm days in Tanggu area

图1显示了1964—2013年塘沽地域雷暴日数的年际变化及趋势，横轴为统计数据的年份，纵轴表示年雷暴日数。虚线是线性拟合计算结果，从图中可以看出，塘沽地域年雷暴日数在过去的近 50年来总体呈现有所减少的趋势，假设整体减少趋势是按照线性变化，则通过线性拟合计算得出年雷暴日数以大约每10年减少2d的速率在减少。针对近50年年雷暴日数减少的趋势，文中主要采用以 5年为一个周期，将所研究的 50年按照年份依次分为 10个周期。采用35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相应的雷暴日数进行对比分析，以寻求找到近 50年雷暴日数变化的规律和特点。

1 数据分析

1.1 年雷暴日数的距平变化

在图2所示的距平变化图中，横坐标轴由以5年为一个周期所对应的年份来表示，纵坐标轴表示年平均雷暴日数。从图中可直观看出，与 1999年所对应的年平均雷暴日数距平是-8.3，负距平显著增加，说明这个差值增大了，在相应时间段内的年雷暴日数出现了异常。从 1999—2013年的近 15年年平均雷暴日数均为负距平，年平均雷暴日数一直处于低于平均值的天数。1964—1998年的35年雷暴日数既有正距平，也有负距平，在 35年周期内围绕年平均雷暴日数波动，但总体表现为正距平，年雷暴日数总体处于高于平均值的天数。这就意味着在过去的后35年雷暴日数是增加趋势，在近 15年雷暴日数具有明显下降趋势。

图2 塘沽地域年雷暴日数距平变化图Fig.2 Anomaly of annual thunderstorm days in Tanggu area

1.2 雷暴日数季节变化

塘沽地域近 50年(1964—2013年)来雷暴日数在6～8月的夏季出现次数最多，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月没有雷暴发生。夏季发生雷暴的次数约占整年次数的一半。这是因为塘沽地域属于大陆性气候，主要受季风环流的影响，夏季气候温暖，旺盛的西南季风和充足的热力、动力条件带来了足够的水汽，容易产生强对流性天气，使得雷暴非常容易发生。由此还可以看出，雷暴日数的季节变化与气候学的季节变化基本是保持一致的。

同样采用以 5年为 1个周期，将用 35a(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相应的平均雷暴日数据分别进行计算春季、夏季、秋季和冬季的平均雷暴日数，如图3所示。过去的后35年和近15年平均雷暴日数的季节变化趋势与 50年(1964—2013年)平均雷暴日数季节变化趋势保持一致性，平均雷暴日数均具备显著的季节变化特点。在平均雷暴日数上(除了冬季平均雷暴日数均为 0外)，35年平均雷暴日数在春、夏、秋 3个季节都高于 50年平均雷暴日数；近15年平均雷暴日数都低于50年平均雷暴日数。这表明，35年、近15年和50年平均雷暴日数在夏季差别尤为明显。

图3 塘沽地域年平均雷暴日数季节变化图Fig.3 Seasonal variation of annual mean number of thunderstorm days in Tanggu area

1.3 雷暴日数的月变化

图 4为塘沽地域逐月平均雷暴日数的变化图。从图中可以看出，近 50年(1964—2013年)来，塘沽地域的雷暴日数月变化的特征，主要呈“单峰”分布，主峰是 7月，在 1～7月，雷暴日数急剧增多，在7～12月，雷暴日数逐步减少，高峰值出现在 6～8月，这 3个月份几乎每年都会有雷暴发生，每一年仅有12月至次年2月时期无雷暴活动产生。

图4 塘沽地域逐月平均雷暴日数变化图Fig.4 Monthly variation of mean thunderstorm days in Tanggu area

同样采用以5年为一个周期，将用35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)相应的平均雷暴日数据进行逐月计算，结果显示35年和近15年平均雷暴日数的月变化趋势与 50年(1964—2013年)雷暴日数保持一致性。在平均雷暴日数上，除了在 4月和11月这2个月份，35年略少于近15年的日数，其他月份都符合高于 50年(1964—2013年)每月平均雷暴日数；近15年每月平均雷暴日数也都低于50年(1964—2013年)平均雷暴日数。在7月和8月，35年平均雷暴日数约是近15年的1.5倍。

2 结 论

本文通过以 5年为一个周期，对 35年(1964—1998年)和近15年(1999—2013年)雷暴日数来进行对比分析。统计计算结果表明，后35年和近15年在年雷暴日数的距平变化、雷暴日数季节变化和逐月变化 3个方面都基本符合 35年雷暴日数高于 50年(1964—2013年)平均雷暴日数；近15年平均雷暴日数都明显低于 50年(1964—2013年)平均雷暴日数的规律。据此可以推断，过去的近 50年的年雷暴日数总体减少趋势是以 1999年为分界点，根据上述规律和特点，应在该地区采取相应有效的防御措施，进一步完善雷电监测预警系统和制定雷电灾害风险评估，以减少雷电灾害的发生。