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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遼源市氣象局
資料來源與統計方法
1資料來源
2001-2010年延邊州9個站點地面觀測資料及2007-2010年自動站逐小時降水數據。
2資料統計
雷電統計方法:定義天氣現象代碼中13(閃電)、17(雷暴)、18(颮)如有發生均為雷電產生,以單站某日觀測記錄出現雷電的次數,定義為該站當日的雷電次數。
雷雨大風統計方法:以單站某日觀測記錄出現的雷雨且同時伴有瞬時風速≥17.2m/s的次數,定義為該站當日的雷雨大風次數。
冰雹統計方法:以單站某日觀測記錄出現冰雹的次數,定義為該站當日的冰雹次數。
短時強降水統計方法:以自動站記錄單站某日出現R1≥20mm(R1為1小時降水量)的次數,定義為該站當日的短時強降水次數。文中X時為(X-1)時~X時。
2000年以來延邊強對流天氣空間分布特征
1雷電天氣的區域分布特征
2001-2010年延邊地區年均發生雷電266次,從2001-2010年統計的延邊雷電區域分布圖中(圖1a)可以看出,延邊雷電活動山區多于平原地區,以哈爾巴嶺西部敦化地區、長白山山脈東北部二道、和龍地區為最高,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。同時從雷雨大風發生概率(雷雨大風次數占雷電總數的百分比)圖2a可以看出圖們地區最高,為3.2%;敦化、和龍、延吉、龍井次之;二道、安圖、汪清,琿春最少。
2冰雹天氣的區域分布特征
2001-2010年統計的延邊冰雹共發生47次。從延邊冰雹區域分布圖(圖1b)可以看出,冰雹天氣有兩個高發區域,一個是哈爾巴嶺西部敦化地區,另一個是以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區。這兩個區域冰雹發生次數約占延邊地區發生次數的85%。
2000年以來延邊強對流天氣時間分布特征
1雷電天氣月旬分布特征
從2001-2010年統計的延邊雷電月分布圖中(圖3a)可以看出,雷電月發生次數呈正態分布,雷電期為4-11月,其中6、7月份發生次數最多,約占全年的58%。6、7月份,延邊州多冷渦活動且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,當有冷空氣南下時,冷暖空氣相遇往往有雷電,甚至強雷電出現。山區地表性質特殊,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,加上地形的強迫使暖濕氣流抬升快,更容易形成對流運動,若其上空有冷空氣,對流運動將加劇,非常有利于雷雨云的形成,產生雷電。
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明顯增多,6月上旬達到最多,為328次,7月下旬以后雷電發生次數呈遞減趨勢,值得注意的是7月中旬雷電發生次數較上旬、下旬有較大波動,只有166次。分析近十年高空天氣實況發現,由于7月上旬一般在貝加爾湖附近形成一個強大的高壓脊,而本區處于脊前深厚的槽區中,而中旬高壓脊東移,環流調整,本區大多時間處于弱脊或平直的西風氣流控制,多一些淺槽活動,到了下旬副熱帶高壓明顯加強北抬,本區又處于副高邊緣,西南暖濕空氣輸送加強,遇有南下冷空氣也多發生一些對流活動。在近10年中2001年和2006年兩年7月中旬發生雷電次數明顯高于下旬,將這兩年高空環流形勢與其他年份進行對比分析發現,2001年與2006年副高加強北抬時間較其他年份明顯提前,所以7月份雷電天氣與副高活動有一定的聯系。
從各站雷電天氣旬分布(圖3c)情況看,在5-8月份雷電的多發月份,敦化地區在6月下旬出現雷電次數最多,為48次,另外6月中旬、7月中下旬發生次數也明顯高于平均值;二道地區在6月下旬出現雷電次數最多,為51次,另外5月下旬、6月中旬、7月上中旬發生次數也明顯高于平均值;安圖地區在6月上旬出現雷電次數最多,為35次;和龍地區在6月上旬出現雷電次數最多,為40次,除8月下旬外,其他時間均在平均值之上,但相差較小。延吉地區在6月上旬出現雷電次數最多,為42次,7月下旬、8月上旬發生次數明顯高于平均值;龍井地區在6月上旬出現雷電次數最多,為41次,無明顯高于平均值旬段;汪清地區在6月上旬出現雷電次數最多,為48次,另外8月中旬明顯高于平均值;圖們地區在5月下旬出現雷電次數最多,為30次,8月上旬、下旬發生次數明顯高于平均值;琿春地區雷電發生較少,在6月下旬出現雷電次數最多,為25次。同時如圖2b可以看出,雷雨大風在5、6、7月出現比較頻繁,約占全年的81%。
2雷電天氣日際變化特征
由圖4a可以看出,延邊雷電多發生在14-20時,占全部的51%(由于閃電觀測無時間記錄所以日時刻雷電統計總數中不包含閃電現象),即地表受熱后的幾小時,此時空氣受熱膨脹,常常在近地層形成絕對不穩定層結,易引起雷電等對流性天氣發生。由于夜間延邊地區四個站點無觀測,所以在這里統計了08-20時逐小時雷電次數。由圖4b可以看出雷電多發時段主要集中在14-17時與20時,均超過200次。又從延邊地區各月08-20時雷電次數逐小時變化(圖4c)可以看出,各月雷電發生時刻也略有不同,5月份14-16時,6月份16時、17時,7月份15-18時,8月份14-17時和20時,9月份16時、17時和19時,10月份15時發生頻率明顯高于其他時刻。
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、7三個月份(由于4月份有6次冰雹天氣為同一年發生,現象比較特殊,故冰雹發生集中月份中沒有4月),分別約占全年的19%、43%和19%,從旬分布(圖5b)來看,冰雹天氣最多出現在6月下旬,主要原因為延邊地區6月份多冷渦活動,0℃層高度相對較低,容易產生降雹。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,冰雹發生時間主要集中在13-18時,約占全部的83%,其中18-20時近10年未發生過冰雹天氣。
由于午后熱力抬升條件最佳,一旦有觸發機制,就容易發生對流天氣,這也是強對流天氣日變化的一般規律。
短時強降水天氣的時空分布特征
由于只能從2007年開始查詢逐小時降水資料,所以短時強降水資料為2007-2010年4年資料。2007-2010年延邊地區共發生20次短時強降水,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。從時間看14-20時發生頻繁,共12次,占全部的60%,08-14時發生3次,夜間共發生5次。
雷電和冰雹天氣的時空分布異同點
從雷電和冰雹區域分布圖(圖1)分析,延邊存在兩個雷電、冰雹多發區,分別是哈爾巴嶺西部敦化地區和以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區;二道、汪清地區為雷電多發區,冰雹發生低頻區;安圖和琿春地區則為雷電與冰雹發生的低頻區。從月旬發生時間分析,雷電與冰雹的多發時間均為6、7月份,但雷電發生次數的極值出現在6月上旬,而冰雹發生次數的極值出現在6月下旬。從日際變化分析,多發時刻均集中在午后至傍晚時段,但雷電多發時刻為14-17時,略早于冰雹的多發時刻16-18時。值得一提的是近10年間20時是雷電的多發時刻,但沒有產生冰雹天氣;由于短時強降水天氣資料有限,故不拿來與其他兩類作分析對比。
總結
12000年以來延邊強對流天氣多在春、夏季出現,其中6、7月份為全年強對流天氣高發時段。
2從統計資料分析,延邊存在兩個雷電、冰雹多發區,分別是哈爾巴嶺西部的敦化地區和以龍井為中心的延吉、和龍、圖們地區;安圖和琿春地區則為雷電與冰雹發生的低頻區。
3從日變化來看,午后至傍晚尤其是14-18時發生強對流概率明顯高于其他時刻,這對以后的強對流預報工作有一定的指導意義。