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作者:程海波孫鴻雁范玉鑫崔春杰單位:延邊州氣象局吉林省氣象臺(tái)遼源市氣象局
資料來源與統(tǒng)計(jì)方法
1資料來源
2001-2010年延邊州9個(gè)站點(diǎn)地面觀測資料及2007-2010年自動(dòng)站逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)。
2資料統(tǒng)計(jì)
雷電統(tǒng)計(jì)方法:定義天氣現(xiàn)象代碼中13(閃電)、17(雷暴)、18(颮)如有發(fā)生均為雷電產(chǎn)生,以單站某日觀測記錄出現(xiàn)雷電的次數(shù),定義為該站當(dāng)日的雷電次數(shù)。
雷雨大風(fēng)統(tǒng)計(jì)方法:以單站某日觀測記錄出現(xiàn)的雷雨且同時(shí)伴有瞬時(shí)風(fēng)速≥17.2m/s的次數(shù),定義為該站當(dāng)日的雷雨大風(fēng)次數(shù)。
冰雹統(tǒng)計(jì)方法:以單站某日觀測記錄出現(xiàn)冰雹的次數(shù),定義為該站當(dāng)日的冰雹次數(shù)。
短時(shí)強(qiáng)降水統(tǒng)計(jì)方法:以自動(dòng)站記錄單站某日出現(xiàn)R1≥20mm(R1為1小時(shí)降水量)的次數(shù),定義為該站當(dāng)日的短時(shí)強(qiáng)降水次數(shù)。文中X時(shí)為(X-1)時(shí)~X時(shí)。
2000年以來延邊強(qiáng)對流天氣空間分布特征
1雷電天氣的區(qū)域分布特征
2001-2010年延邊地區(qū)年均發(fā)生雷電266次,從2001-2010年統(tǒng)計(jì)的延邊雷電區(qū)域分布圖中(圖1a)可以看出,延邊雷電活動(dòng)山區(qū)多于平原地區(qū),以哈爾巴嶺西部敦化地區(qū)、長白山山脈東北部二道、和龍地區(qū)為最高,分別為330次、364次和345次;中部的延吉、龍井、圖們、汪清地區(qū)次之,年平均分別為324次、298次、285次和310次;年平均分別為243次和157次。同時(shí)從雷雨大風(fēng)發(fā)生概率(雷雨大風(fēng)次數(shù)占雷電總數(shù)的百分比)圖2a可以看出圖們地區(qū)最高,為3.2%;敦化、和龍、延吉、龍井次之;二道、安圖、汪清,琿春最少。
2冰雹天氣的區(qū)域分布特征
2001-2010年統(tǒng)計(jì)的延邊冰雹共發(fā)生47次。從延邊冰雹區(qū)域分布圖(圖1b)可以看出,冰雹天氣有兩個(gè)高發(fā)區(qū)域,一個(gè)是哈爾巴嶺西部敦化地區(qū),另一個(gè)是以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區(qū)。這兩個(gè)區(qū)域冰雹發(fā)生次數(shù)約占延邊地區(qū)發(fā)生次數(shù)的85%。
2000年以來延邊強(qiáng)對流天氣時(shí)間分布特征
1雷電天氣月旬分布特征
從2001-2010年統(tǒng)計(jì)的延邊雷電月分布圖中(圖3a)可以看出,雷電月發(fā)生次數(shù)呈正態(tài)分布,雷電期為4-11月,其中6、7月份發(fā)生次數(shù)最多,約占全年的58%。6、7月份,延邊州多冷渦活動(dòng)且7月份處于副熱帶高壓邊緣西南氣流控制下,氣溫高,加上地面輻射,使近地面層空氣吸收熱量最多,熱空氣上升,當(dāng)有冷空氣南下時(shí),冷暖空氣相遇往往有雷電,甚至強(qiáng)雷電出現(xiàn)。山區(qū)地表性質(zhì)特殊,空氣流通慢,地表輻射使近地層空氣吸收熱量更多,也不均勻,加上地形的強(qiáng)迫使暖濕氣流抬升快,更容易形成對流運(yùn)動(dòng),若其上空有冷空氣,對流運(yùn)動(dòng)將加劇,非常有利于雷雨云的形成,產(chǎn)生雷電。
從延邊雷電旬分布圖中(圖3b)可以看出,5月下旬開始雷電活動(dòng)明顯增多,6月上旬達(dá)到最多,為328次,7月下旬以后雷電發(fā)生次數(shù)呈遞減趨勢,值得注意的是7月中旬雷電發(fā)生次數(shù)較上旬、下旬有較大波動(dòng),只有166次。分析近十年高空天氣實(shí)況發(fā)現(xiàn),由于7月上旬一般在貝加爾湖附近形成一個(gè)強(qiáng)大的高壓脊,而本區(qū)處于脊前深厚的槽區(qū)中,而中旬高壓脊東移,環(huán)流調(diào)整,本區(qū)大多時(shí)間處于弱脊或平直的西風(fēng)氣流控制,多一些淺槽活動(dòng),到了下旬副熱帶高壓明顯加強(qiáng)北抬,本區(qū)又處于副高邊緣,西南暖濕空氣輸送加強(qiáng),遇有南下冷空氣也多發(fā)生一些對流活動(dòng)。在近10年中2001年和2006年兩年7月中旬發(fā)生雷電次數(shù)明顯高于下旬,將這兩年高空環(huán)流形勢與其他年份進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn),2001年與2006年副高加強(qiáng)北抬時(shí)間較其他年份明顯提前,所以7月份雷電天氣與副高活動(dòng)有一定的聯(lián)系。
從各站雷電天氣旬分布(圖3c)情況看,在5-8月份雷電的多發(fā)月份,敦化地區(qū)在6月下旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為48次,另外6月中旬、7月中下旬發(fā)生次數(shù)也明顯高于平均值;二道地區(qū)在6月下旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為51次,另外5月下旬、6月中旬、7月上中旬發(fā)生次數(shù)也明顯高于平均值;安圖地區(qū)在6月上旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為35次;和龍地區(qū)在6月上旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為40次,除8月下旬外,其他時(shí)間均在平均值之上,但相差較小。延吉地區(qū)在6月上旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為42次,7月下旬、8月上旬發(fā)生次數(shù)明顯高于平均值;龍井地區(qū)在6月上旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為41次,無明顯高于平均值旬段;汪清地區(qū)在6月上旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為48次,另外8月中旬明顯高于平均值;圖們地區(qū)在5月下旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為30次,8月上旬、下旬發(fā)生次數(shù)明顯高于平均值;琿春地區(qū)雷電發(fā)生較少,在6月下旬出現(xiàn)雷電次數(shù)最多,為25次。同時(shí)如圖2b可以看出,雷雨大風(fēng)在5、6、7月出現(xiàn)比較頻繁,約占全年的81%。
2雷電天氣日際變化特征
由圖4a可以看出,延邊雷電多發(fā)生在14-20時(shí),占全部的51%(由于閃電觀測無時(shí)間記錄所以日時(shí)刻雷電統(tǒng)計(jì)總數(shù)中不包含閃電現(xiàn)象),即地表受熱后的幾小時(shí),此時(shí)空氣受熱膨脹,常常在近地層形成絕對不穩(wěn)定層結(jié),易引起雷電等對流性天氣發(fā)生。由于夜間延邊地區(qū)四個(gè)站點(diǎn)無觀測,所以在這里統(tǒng)計(jì)了08-20時(shí)逐小時(shí)雷電次數(shù)。由圖4b可以看出雷電多發(fā)時(shí)段主要集中在14-17時(shí)與20時(shí),均超過200次。又從延邊地區(qū)各月08-20時(shí)雷電次數(shù)逐小時(shí)變化(圖4c)可以看出,各月雷電發(fā)生時(shí)刻也略有不同,5月份14-16時(shí),6月份16時(shí)、17時(shí),7月份15-18時(shí),8月份14-17時(shí)和20時(shí),9月份16時(shí)、17時(shí)和19時(shí),10月份15時(shí)發(fā)生頻率明顯高于其他時(shí)刻。
3冰雹天氣月旬分布特征
從延邊冰雹天氣月分布趨勢(圖5a)來看,主要集中在5、6、7三個(gè)月份(由于4月份有6次冰雹天氣為同一年發(fā)生,現(xiàn)象比較特殊,故冰雹發(fā)生集中月份中沒有4月),分別約占全年的19%、43%和19%,從旬分布(圖5b)來看,冰雹天氣最多出現(xiàn)在6月下旬,主要原因?yàn)檠舆叺貐^(qū)6月份多冷渦活動(dòng),0℃層高度相對較低,容易產(chǎn)生降雹。而7月下旬至8月份0℃層高度相對較高,冰雹在下降過程中易融化,不易形成冰雹。
4冰雹天氣日際變化特征
從延邊冰雹天氣日際變化(圖5c)來看,冰雹發(fā)生時(shí)間主要集中在13-18時(shí),約占全部的83%,其中18-20時(shí)近10年未發(fā)生過冰雹天氣。
由于午后熱力抬升條件最佳,一旦有觸發(fā)機(jī)制,就容易發(fā)生對流天氣,這也是強(qiáng)對流天氣日變化的一般規(guī)律。
短時(shí)強(qiáng)降水天氣的時(shí)空分布特征
由于只能從2007年開始查詢逐小時(shí)降水資料,所以短時(shí)強(qiáng)降水資料為2007-2010年4年資料。2007-2010年延邊地區(qū)共發(fā)生20次短時(shí)強(qiáng)降水,其中安圖、龍井、汪清各5次;琿春2次;敦化、和龍、圖們各1次;二道、延吉未發(fā)生過。從月份分布來看主要集中在7月下旬到8月上旬,分別為5次和4次,占全部的45%,這也與吉林省主汛期的七下八上相吻合。從時(shí)間看14-20時(shí)發(fā)生頻繁,共12次,占全部的60%,08-14時(shí)發(fā)生3次,夜間共發(fā)生5次。
雷電和冰雹天氣的時(shí)空分布異同點(diǎn)
從雷電和冰雹區(qū)域分布圖(圖1)分析,延邊存在兩個(gè)雷電、冰雹多發(fā)區(qū),分別是哈爾巴嶺西部敦化地區(qū)和以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區(qū);二道、汪清地區(qū)為雷電多發(fā)區(qū),冰雹發(fā)生低頻區(qū);安圖和琿春地區(qū)則為雷電與冰雹發(fā)生的低頻區(qū)。從月旬發(fā)生時(shí)間分析,雷電與冰雹的多發(fā)時(shí)間均為6、7月份,但雷電發(fā)生次數(shù)的極值出現(xiàn)在6月上旬,而冰雹發(fā)生次數(shù)的極值出現(xiàn)在6月下旬。從日際變化分析,多發(fā)時(shí)刻均集中在午后至傍晚時(shí)段,但雷電多發(fā)時(shí)刻為14-17時(shí),略早于冰雹的多發(fā)時(shí)刻16-18時(shí)。值得一提的是近10年間20時(shí)是雷電的多發(fā)時(shí)刻,但沒有產(chǎn)生冰雹天氣;由于短時(shí)強(qiáng)降水天氣資料有限,故不拿來與其他兩類作分析對比。
總結(jié)
12000年以來延邊強(qiáng)對流天氣多在春、夏季出現(xiàn),其中6、7月份為全年強(qiáng)對流天氣高發(fā)時(shí)段。
2從統(tǒng)計(jì)資料分析,延邊存在兩個(gè)雷電、冰雹多發(fā)區(qū),分別是哈爾巴嶺西部的敦化地區(qū)和以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區(qū);安圖和琿春地區(qū)則為雷電與冰雹發(fā)生的低頻區(qū)。
3從日變化來看,午后至傍晚尤其是14-18時(shí)發(fā)生強(qiáng)對流概率明顯高于其他時(shí)刻,這對以后的強(qiáng)對流預(yù)報(bào)工作有一定的指導(dǎo)意義。