雷暴天气特征分析及其防灾减灾措施

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　　摘   要：雷暴天气是指伴有雷电、冰雹、大风和强降水的局部地区的强对流天气。我国夏季雷电灾害占全年雷电灾害的66%，严重威胁到飞机人工降雨、高炮防雹作业的安全。因此，文章将分析我国雷暴天气的时空分布特征，探讨雷暴天气成因和预报预警方法，研究雷暴天气防灾减灾的途径及方法，为雷暴天气短临预报预警提供参考。
　　关键词：雷暴;预报;防灾减灾;方法
　　1    我国雷暴天气时空分布特征
　　1.1  雷暴天气的季节变化
　　雷暴天气的季节性特征明显，热带地区的雷暴天气更加频繁。此外，其他地区的雷暴天气大多出现在3～10月，在惊蛰前后是初雷，一直持续到寒露时节。其中，6～8月的雷暴天气较多，而冬季仅在我国南方会偶尔出现。就我国雷暴天气的季节变化来看，我国雷暴天气夏季出现频繁，冬季较少。
　　除了季节特征明显外，雷暴天气还具有明显的日变化特征。其中，我国的雷暴天气变化呈现规律日变化，午后到凌晨的雷暴天气较多，且北京时间20：00频次最高（9%），11：00最低（2%）。在季节变化中，夏季的频次最高，冬季出现较少，其中7～8月最高（>35%），12月至次年1月最低（<1%）[1-2]。
　　结合实践经验和统计数据发现，我国雷暴天气发生的概率还与地理有着密切联系，雷暴天气在白天和黑夜的分布变化很大。笔者统计了2018年全国的雷暴天气降水量，数据显示占到全国降水量的48%，而且在夏季的占比最高，达到了64%。因此，这表明降水量和雷暴天气频次呈现正比关系，相关系数能够达到0.5，在6月最为明显。
　　1.2  雷暴天气的空间分布特征
　　从雷暴天气的空间分布来看，我国雷暴天气发生呈现南北差异的现象，且雷暴天气发生也受到地形的影响，呈现山区多于平原的特征。根据我国地理分布和雷暴天气发生频率，可以分为东南高发区、西南高发区、东北次高区和西北低发区。结合2008—2018年雷暴日统计数据来看，云南省的平均雷暴日超过了100天，华南地区的平均雷暴日达80～120天，西南地区的平均雷暴日只有24～80天。另外，我国地形较为特殊的青藏高原东部和北部受到地形抬升的影响，使得平均雷暴日达到了50～80天，而在戈壁和沙漠地区受到地形的影响，使得平均雷暴日低于20天，最具代表性的就是乌鲁木齐和和田，平均雷暴日分别只有9.3天和3.2天。
　　2     雷暴天气成因
　　2.1  主要影响因子
　　以雷暴天气为代表的强对流天气的预报是世界级技术难题，有学者针对江苏夏季强雷暴天气进行分析和研究指出，强雷暴天气与锋生函数、假相当位温、涡度散度等垂直方向上的分布特征有关[3]。此外，还有学者在研究西藏那曲、青海大通、甘肃中川和平凉4个不同海拔高度地区雷暴天气后指出其电学特征不同，可以将高原地区的雷暴天气分为特殊性和常规性。
　　结合复杂地形下雷暴新生地点变化和天气研究，复杂地形能够与雷暴冷池出流作用相结合，这在很大程度上导致了雷暴新生变化，使得γ中尺度强降水中心也随之改变。复杂地形使得冷空气在一定范围内流动，在边界层产生碰撞和辐合，起到触发和增强对流作用，并使得对流风暴的形态和走向与地形呈现出紧密相关性。
　　结合理论知识发现，气溶胶会影响雷暴云起电和闪电的发生率。当气溶胶质量分数从50 cm-3增加至1 000 cm-3时，水成物粒子质量分数上升，能够极大地增加雷暴云的电荷量，并提高闪电的发生率。当气溶胶质量分数达到1 000～3 000 cm-3，就会发生云水竞争，将限制冰晶的增长，使得雷暴云上部主正电荷量减少，从而使闪电发生率趋于稳定。如果气溶胶质量分数一旦超过3 000 cm-3，水成物粒子质量分数更加稳定，将使得云内的电荷量保持在一定的稳定值，并且使得闪电发生率也相对稳定。同时，从热力不稳定指标上看，夏季异常偏高的全总指数、异常偏高的对流有效位能指数均与夏季雷暴频次显著相关，分别为0.58和0.76。
　　2.2  雷暴与闪电的气候分布特征
　　近年来，我国的雷电灾害不断增多，呈现波动增长态势，在夏季的雷电灾害最多，甚至能够达到60%。笔者在重庆地区的夏季雷暴云出现频率调研中发现，其发生率甚至达到了65%。
　　雷暴云就是导致闪电出现的根源，当云中均布的电场超过400 kV/m时，就会发生闪电放点。而且闪电的活动区域和强对流天气密切相关。在冰雹大风天气过程中正闪电占优势，负闪电则与强降水相关。闪电密度平均值能够较精确地反映全年雷电活动的多少[4]。
　　3    雷暴天气防灾减灾途径及方法
　　3.1  加强雷暴天气预报预警系统建设
　　目前，美国、英国、加拿大、澳大利亚、法国、日本、韩国和中国都建立了强对流天气短时临近预报系统，世界气象工作者正奋发努力探索，在加强雷暴监测站网建设的同时，积极研究攻克雷暴天气预报预警这一世界性难题上[5]。
　　2002年由国家气象中心牵头，进行强对流灾害性天气临近预报的研发工作，并在北京市气象局进行试验。2005年，随着气象部门的业务体制改革和“雷电监测预警网”的建设，雷电预报也在各地逐步开展。2014年，国内首个平板电腦版《甘肃省强对流天气监测预警预报平台》正式运行[6]。
　　实践证明，综合运用数值预报产品和多种预报技术方法，开发建设雷暴短临预警报业务系统，并根据实况变化及时滚动更新和订正预报结论，是提高强对流天气及其引发的次生灾害的预报预警水平的重要途径。
　　3.2  高度重视雷暴天气研究成果的应用
　　推广研究表明，不稳定条件越好（SI，LI值越小，CAPE值越大），对流能量越高（热力指标K，TT越大），水汽越多（DCI，PW越小，丰富的水汽供应是雷暴主要能量来源），雷暴发生的可能性越大。另外，云图、雷达参数和地闪特征的分析也表明，冰雹、雷击和降水分别发生在强对流云团发展的不同时间和不同部位，其云团的形态、强度和范围等也不同。 　　通過雷达回波对比分析发现，VWP产品对雷暴过程中大气的湿度条件有较好的指示作用，ND区的初始破坏时间往往早于雷暴中闪电的发生时间。闪电主要发生在雷达最大回波顶高度突破9 km之后，并且最大回波顶高度较闪电峰值有约12 min的提前量。在雷达平均垂直速度图中，出现强上升中心后的短时间内闪电将会突然增大。
　　多单体雷暴的形变与列车效应传播机制表明，雷暴单体的传播方向与雨带的移动方向基本一致的多单体雷暴系统（如飑线系统），如果雷暴前端的入流本身是暖湿的，并存在较强的水汽辐合现象时，雷暴单体发展更旺盛，传播速度更快，反之则趋于减弱，传播速度减慢。
　　3.3  加强雷暴等灾害性天气防御方法的宣传
　　雷暴天气带积雨云逼近建筑物时，当积雨云底部与建筑物顶部之间的距离一旦符合300～500 kV/m的空气击穿场强，积雨云便对该建筑物进行放电。遇到雷暴天气时应当选择以下措施和方法进行防御：（1）要选择安全地方，进行自我防护。如果在户外，就应尽快躲到有遮蔽的安全地方，远离山顶、楼顶及建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设施。雷雨天气千万不要站在大树、高塔、广告牌下躲雨。同时，尽量避免在空旷地带躲避雷雨。另外，雷雨天气一定不要骑自行车、摩托车或开拖拉机，雷雨天气不宜进行户外运动。（2）要注意关好门窗，防止球状闪电入室。尽量拔掉电器设备的电源、电话线、网络线等进出室内的金属线缆，不要使用固定电话和移动电话。
　　4    结语
　　雷暴是发生在大气中的激烈天气现象，出现时常伴有狂风、暴雨、冰雹等天气现象，与其他灾害天气相比，具有时间分布的瞬时性、季节性，空间分布的分散性、局地性，破坏力非常大等特点。随着经济和现代科学技术的发展，因雷暴引发的灾害也在不断增加。做好雷暴天气的监测和预报预警是防灾减灾，保护人民生命财产的重要工作。
　　[参考文献]
　　[1]梁维亮，屈梅芳，翟丽萍.基于对流参数南宁地区雷暴天气潜势预报方法研究[J].气象与环境学报，2015（4）：107-112.
　　[2]梁维亮，屈梅芳，赖珍权，等.广西雷暴天气预报指标研究[J].气象研究与应用，2014（3）：15-19，57.
　　[3]李勇.广西电网雷暴天气预报与数据传输平台建设[C].南京：中国气象学会，2013.
　　[4]顾媛.闪电资料在雷暴多尺度分析与临近预报中的应用[D].南京：南京信息工程大学，2013.
　　[5]刘仙婵，保广裕.西宁地区雷暴天气分析及预报方法研究[J].青海农林科技，2011（4）：4-7.
　　[6]纪晓玲.宁夏雷暴天气气候和环流特征及典型过程分析[D].兰州：兰州大学，2009.
　　Analysis of the characteristics of thunderstorm and the
　　measures for disaster prevention and reduction
　　Wu Qihui
　　（Chongqing Branch of the Air Traffic Administration of Southwest China， Chongqing 401120， China）
　　Abstract：Thunderstorm weather refers to severe convective weather in local areas with lightning， hail， strong wind and heavy precipitation. Lightning disasters in summer account for 66% of lightning disasters in China in the whole year， which seriously threatens the safety of aircraft artificial rainfall and anti-aircraft hail suppression. Therefore， this paper will analyze the temporal and spatial distribution characteristics of thunderstorm weather in China， discuss the causes of thunderstorm weather and forecast and early warning methods， and study the ways and methods of thunderstorm weather disaster prevention and mitigation， so as to provide reference for thunderstorm weather short-term and imminent prediction and early warning.
　　Key words：thunderstorm; forecast; disaster prevention and reduction; method
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