张家口市雷暴气候变化特征

工作提供决策依据。

1  资料与方法

1.1 数据来源

选取1960—2013年近54年以来的张家口市地面气象观测站雷暴观测资料作为研究对象，数据经过严格的质量检验。冬、春、夏、秋四季分别为前年12月至当年2月、3～5月、6～8月和9～11月。

1.2 研究方法

雷暴日数变化趋势：利用线性倾向估计方法计算， 以倾向值表示变化程度， 单位为d/10a;M-K突变检验方法，即通过计算正、反向样本序列的统计量UF和UB，然后利用两者的变化特点分析样本序列的变化趋势。UF≥0表明序列呈上升趋势，UF≤0则表明呈下降趋势，UF=0表示持平，而且当UF值超过1.96临界线时，表示显著上升或显著下降。如果UF和UB两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，则交点对应的时刻便是突变开始的时间。

2  结果分析

2.1 年雷暴日年变化特征

图1揭示了张家口市1960—2013年逐年雷暴日变化趋势，近54年张家口市平均年雷暴日为37.7d，属于中雷区范围[12]。由图可以看到，雷暴日大值区集中在60、80及90年代，尤其是80年代中后期年雷暴日明显偏多，70年代发生雷暴次数相对偏少。最大年雷暴日出现在1970年，为50d;其次是1990年，为49d;最小雷暴日为25d（2007年），最多雷暴日是最小值的2倍，说明张家口市雷暴日年际间相差很大。从整体上看，近54年张家口市雷暴日呈现逐年减少的变化趋势，其变化趋势通过了α=0.05的显著性检验，可见该市雷暴日大约以1.21d/10a的倾向率进行减少。

2.2 季、月雷暴日变化特征

统计表明，1960—2013年期间，除冬季外，张家口市其余3个季节均有雷暴天气发生。春季、夏季、秋季雷暴日数占全年雷暴总日数分别为12.3%、72.8%、14.9%，因此夏季成为该地区雷暴高发季节;季雷暴日数逐年演变趋势表明（春、秋季图略），春季雷暴日数最多为10d（1967年），最少仅有1d（1974年、1976年、2007年）;秋季最多为12d（1995年），最少仅有1d（2012年）;夏季雷暴日数最多为40d（1970年），最少为15d（1972年）。春、夏、秋三季最大雷暴日相当于最小值均在2倍以上，说明了各季节雷暴日同样具有年际间差异较大的特征。

从年际变化看，54年中春季和秋季整体变化趋势不明显，雷暴日数围绕均值上下波动，但夏季雷暴日逐年减少的变化趋势较明显，线性趋势方程通过了α=0.05的显著性检验，可见张家口市夏季雷暴日大约以1.29d/10a的倾向率减少，也说明了该市年雷暴日逐年减少主要是由夏季雷暴日减少造成的，见图2（a）。进一步分析了夏季各月雷暴日年际变化趋势发现，6、7、8月雷暴日逐年变化均呈下降趋势，但下降幅度差异较大，7月雷暴日数下降趋势最明显，线性趋势方程为y=-0.0815x+12.446，且通过了α=0.05的显著性检验（其余两月均未通过显著性检验），因此可以认为7月是该市夏季雷暴日减少的主要原因。

2.3 雷暴日突变检验

张家口市1960—2013年年雷暴日的M-K突变检验结果见图3，给定显著性水平α=0.05，即u0.05=±1.96。由图3可知，54年中张家口市雷暴日存在两个关键突变点，一个是从1971年左右，雷暴日有一个明显减少的突变趋势，直至1984年雷暴日一直在低位震荡，从1985年起雷暴日开始缓慢上升，到1998年前后，雷暴日第二次出现了明显减少的突变趋势，之后一路下降。根据UF和UB区的交叉点，可以判断这两种减少的突变分别从1971年与1998年左右开始。

2.4 雷暴产生和消散的方位特征

图4分析了张家口市1960—2013年雷暴生成和消散方位。由图4（a）（b）可知，雷暴在测站的8个方位都可能出现，也都有可能消散，但各方位出现频次及消散频次相差悬殊。在NW方向雷暴出现最多，占总数的30.1%;SW次之，占总数的20.2%;以E、SE方向最少，分別占总数的3.7%和5.5%。消散方面，以SE方向最多，占总数的40.4%;E方向次之，占总数的21.1%;以NW、W方向最少，各自占总数的1.8%。另外，54年中过顶雷暴出现649次，占雷暴总数的26.8%。

3  结论

通过以上分析，得到以下几点结论。

（1）1960—2013年张家口市平均年雷暴日为37.7d，属于中雷区范围。雷暴日大值区集中在60、80及90年代，雷暴日年际间差异很大。从整体上看，近54年张家口市雷暴日大约以1.21d/10a的倾向率减少。

（2）夏季是该市雷暴高发季节，平均雷暴日为27.5d。夏季雷暴日大约以1.29d/10a的倾向率减少，说明了该市年雷暴日逐年减少的主要原因是夏季雷暴日的减少，而夏季雷暴日减少主要是由7月份雷暴日减少造成的。

（3）54年中该市雷暴日存在两个关键突变点，一个是从1971年左右，雷暴日出现了明显减少的突变趋势;1998年前后，雷暴日第二次出现了明显减少的突变趋势。

（4）雷暴在测站的8个方位都可能出现和消散。在NW方向雷暴出现最多，以E、SE方向最少;雷暴以SE方向消散最多，以NW、W方向最少。

参考文献

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