由图4可知,濮阳市雷暴日数日变化特征明显,逐时雷暴发生次数在0.2-2.5次之间,其中,8-11时小于1.5次,最少在11时;13-20时大于2次,最多在18-19时,午后的雷暴次数呈现明显的上升趋势,傍晚前后达到峰值,从变化曲线可以推测夜间,前半夜到后半夜呈现明显的下降趋势,凌晨最低。雷暴日的变化特征放映了濮阳上空大气层结由午后到傍晚处于较强的不稳定状态,是强对流天气的高发时段。
图3 1960-2013年濮阳雷暴日数日变化趋势
2.4 雷暴特征量分析
表3 1971-2013年濮阳雷暴日特征量统计表 年 初日 终日 雷暴期 雷暴日数 雷暴频度 年 初日 终日 雷暴期 雷暴日数 雷暴频度 1971 4月27日 9月25日 149 21 0.141 1993 4月23日 9月1日 132 24 0.182 1972 4月19日 9月18日 151 10 0.066 1994 4月28日 9月4日 130 31 0.238 1973 4月23日 9月21日 149 18 0.121 1995 5月12日 8月21日 102 19 0.186 1974 5月24日 8月27日 126 27 0.214 1996 5月27日 9月15日 112 19 0.170 1975 4月24日 9月19日 146 23 0.158 1997 3月13日 8月1日 142 15 0.106 1976 6月23日 10月2日 102 26 0.255 1998 3月3日 8月3日 154 23 0.149 1977 4月23日 10月29日 187 37 0.198 1999 4月12日 9月3日 172 18 0.105 1978 4月2日 8月25日 144 19 0.132 2000 5月9日 9月21日 136 16 0.118 1979 3月31日 8月13日 134 16 0.119 2001 5月1日 8月16日 99 18 0.182 1980 4月30日 10月24日 178 29 0.163 2002 3月29日 8月16日 141 15 0.106 1981 5月15日 10月21日 160 15 0.094 2003 4月17日 11月7日 205 19 0.093 1982 3月15日 9月17日 187 22 0.118 2004 2月2日 11月9日 264 25 0.095 1983 4月25日 9月8日 137 15 0.109 2005 4月19日 11月5日 201 22 0.109 1984 5月28日 9月18日 114 18 0.158 2006 4月27日 8月29日 125 19 0.152 1985 4月3日 9月23日 174 25 0.144 2007 4月15日 8月15日 123 22 0.179 1986 5月5日 10月8日 157 23 0.146 2008 3月12日 8月13日 155 20 0.129 1987 3月21日 9月1日 165 25 0.152 2009 3月21日 11月1日 226 18 0.080 1988 5月2日 9月8日 130 15 0.115 2010 5月29日 8月22日 86 15 0.174 1989 4月20日 9月18日 152 14 0.092 2011 4月3日 11月28日 213 16 0.075 1990 3月23日 9月21日 183 34 0.186 2012 6日1日 9月19日 102 8 0.078 1991 4月11日 9月13日 156 24 0.154 2013 4月28日 8月28日 123 12 0.098 从表3和图4可以看出,濮阳雷暴初日的逐年变化曲线气候倾向率为-0.392天/a ,有初日提前趋势,雷暴终日变化曲线气候倾向率为0.008天/a ,有终日推迟的趋势,但不明显。
图4 1971-2013 濮阳雷暴日初日、终日逐年变化
(注:-----初日序号:1月1日为1,——终日7月1日为1)
从表3和图5可以看出,濮阳雷暴频度的逐年变化趋势的气候倾向率为-0.009个/a ,
有减少趋势,但不明显。雷暴期的逐年变化趋势的气候倾向率为0.185天/a ,有增加趋势。
图5 1971-2013濮阳雷暴日雷暴期和雷暴频度逐年变化
3雷暴日数的突变检验
3.1突变检验
气候突变现象是气候系统的非线性反应,近几年来得到越来越密切的关注,而且成为气候变化中的重要研究课题,气候突变是气候变化过程中存在的某种不连续现象,因此常用气候要素累计距平曲线来确定它,即使用指标:
(1)
式中,Xi为第i年的雷暴日数,为1971-2013年的平均年雷暴日数。若指标绝对值达最大值时,则所对应的t为突变年份。
为了检验转折是否达到气候突变标准,于是对各转折年份计算了他们的信噪比[6],信噪比的定义是:
(2)
式中, ,和,是转折年份前后两阶段要素的平均值和标准差,规定 时, 可以认为该要素在这个年份存在气候突变,否则突变不显著。
3.2 雷暴日距平的突变分析
图3 1971-2013年年平均雷暴日距平累计变化
从图3的1971-2013年濮阳市雷暴日数距平历年变化曲线上看,1971-2013年期间基本上为正距平,整体趋势为下降的趋势,但阶段趋势变化转折特征非常明显。在从图3给出的累加距平曲线可以看出,温度累积距平曲线的最大值出现在1994年,为45.8,以后逐渐变大这次转折是气候突变的标志,1994年以后雷暴日持续降低至今仍然在持续。为了检验1993年濮阳雷暴日的转折是否显著,对1994年雷暴日距平计算了信噪比,=1.9 ,=-2.5,=6.6,=4.0,根据公式(2)计算了雷暴日距平在1994年的信噪比,得知1994年雷暴日距平转折的信噪比为1.7。1994年后雷暴日距平的信噪比值大于1,可以认为是气候突变年。因此,可以把多年雷暴日分为两个时段1971-1994年和1995-2013年,对这两个时段雷暴日分别做出平均值。比较两个时段平均值看出:前一时段的平均值为22.2,后一时段的平均值为17.9;前后平均值的差值为4.3。
4小结
⑴濮阳雷暴日数年际变化幅度较大,雷暴日的年代际趋势变化阶段性显著,雷暴日的年代变化非常明显,呈现上升和下降的交替现象,阶段波动性和波动速度有显著的年代特征。90年代以来濮阳雷暴日减少的最快。年雷暴日数下降趋势。
⑵濮阳夏季雷暴日占有的比例较大,雷暴多发时段为5-8月。
⑶雷暴日的日出现时段日差异较大,17-20时出现较多,午后雷暴出现次数呈现上升趋势,傍晚前后出现最多,凌晨前后出现较少些。
⑷表3可以看到,雷暴初日在四月的为20/43≈46.5%,终日在9月份的为18/43≈41.9% 。雷暴日最早为2004年2月2日,最晚为2011年11月28日。年际变化较大。
⑸表3可以看到,雷暴日最长为2004年的264天,最短的为86天,相差178天。
⑹濮阳雷暴日的逐年变化中,1994年发生了突变,突变前后相差为4.3 。
参考文献
[1]李润强,王洁,赵东,等2000-2007年陕西省雷电灾害时空分布特征及成因分析[j],暴雨灾害,2009.28(1):88-91.
[2]袁湘玲,宫翠凤,纪华。齐齐哈尔市雷电灾害分析及防御对策[J]。黑龙江气象,2009,26(4):32-34