朱學(xué)超, 張 羽, 徐 峰
(1.廣東海洋大學(xué) 海洋與氣象學(xué)院,湛江 524088;2.廣東省人工影響天氣中心,廣州 510080)
海洋及城市化對(duì)我國(guó)雷暴活動(dòng)特征影響研究進(jìn)展
朱學(xué)超1, 張羽2, 徐峰1
(1.廣東海洋大學(xué) 海洋與氣象學(xué)院,湛江 524088;2.廣東省人工影響天氣中心,廣州 510080)
基于國(guó)內(nèi)已有的研究成果,從我國(guó)雷暴活動(dòng)的氣候特征、城市化對(duì)雷暴活動(dòng)的影響以及海洋與雷暴活動(dòng)的關(guān)系3個(gè)方面綜述了雷暴研究的一些結(jié)果與進(jìn)展。研究表明:我國(guó)雷暴活動(dòng)局地性較強(qiáng),空間分布及時(shí)間變化特征多樣;城市化進(jìn)程的加快引起下墊面性質(zhì)的改變,對(duì)經(jīng)過城市上空的雷暴活動(dòng)影響顯著;海洋通過海氣相互作用影響著我國(guó)對(duì)流活動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展,與我國(guó)雷暴活動(dòng)有著一定的牽連。但是由于監(jiān)測(cè)面狹窄、應(yīng)用資料不全面及側(cè)重點(diǎn)寬泛,城市化及海洋與我國(guó)雷暴活動(dòng)的具體關(guān)系尚不明確,還需進(jìn)一步的深入研究。
雷暴;氣候特征;城市化;海洋;綜述
雷暴是在發(fā)展強(qiáng)烈的積雨云中產(chǎn)生的一種中小尺度局地性強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng),常伴有雷鳴和閃電,有時(shí)還伴有下?lián)舯┝鳌⒈⒑妄埦盹L(fēng)等,爆發(fā)迅速而持續(xù)時(shí)間短,具有很強(qiáng)的破壞性和殺傷力,給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來很大的威脅。雷暴過程中的雷電活動(dòng)所伴隨的強(qiáng)電流和強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)航空、電力、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及軍事設(shè)施等造成巨大干擾及破壞,還可以擊毀建筑設(shè)施、引發(fā)森林大火及擊斃人畜。隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電子技術(shù)得到全面應(yīng)用,信息化得以普及,建筑物更是高大林立,雷暴災(zāi)害造成的損失也不斷增加,因此受到越來越多專家學(xué)者的研究探討,成為氣象學(xué)、天氣學(xué)和大氣科學(xué)領(lǐng)域重要的研究對(duì)象。
雷暴是中尺度對(duì)流活動(dòng)發(fā)展的結(jié)果。形成對(duì)流性天氣的基本條件有3個(gè),即水汽條件、不穩(wěn)定層結(jié)條件和抬升力條件[1]。近年來,對(duì)積云及對(duì)流云的發(fā)展及起電機(jī)制方面已有很多研究[2-7],在對(duì)環(huán)境場(chǎng)的物理?xiàng)l件進(jìn)行了大量的研究后,進(jìn)一步歸納出強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展所必須具備的幾個(gè)條件:位勢(shì)不穩(wěn)定層結(jié)的形成、足夠的水汽供應(yīng)及輻合、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)及抬升機(jī)制、環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的垂直切變、低空急流和局地特殊地形對(duì)中系統(tǒng)發(fā)展和加強(qiáng)的增幅作用[8]。在對(duì)流活動(dòng)中,熱力不穩(wěn)定決定對(duì)流發(fā)展的強(qiáng)度,動(dòng)力作用觸發(fā)對(duì)流并決定風(fēng)暴類型[9]。雷暴的發(fā)生發(fā)展需要適當(dāng)?shù)奶鞖庀到y(tǒng)條件和下墊面條件的有力配合,如鋒面的抬升以及槽線、切變線、低壓、低渦等天氣系統(tǒng)造成的輻合上升和高大山脈的抬升等。我國(guó)地域廣闊,下墊面復(fù)雜多樣,從東到西,水資源分配不均,水汽條件差異較大,從南到北,由亞熱帶逐漸轉(zhuǎn)變至溫帶,地域性氣候差異顯著,為雷暴活動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展提供了很多局地性因素。不同地區(qū)雷暴活動(dòng)的氣候特征不同,其空間分布、多尺度時(shí)間變化、分布類型以及變化周期等存在較大差異。隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,引起下墊面能量交換及輻合強(qiáng)度的變化,使得城市區(qū)及附近地區(qū)降水分布、雷暴雨發(fā)生的頻次和強(qiáng)度等都發(fā)生了變化。城市化主要通過城市熱島效應(yīng)和下墊面粗糙度增大兩方面影響當(dāng)?shù)貜?qiáng)對(duì)流活動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展。海洋是大氣最寬廣的下墊面,海洋與大氣的感熱和潛熱交換直接影響到大氣環(huán)流狀況。我國(guó)海岸線漫長(zhǎng),海洋通過海氣相互作用直接對(duì)我國(guó)天氣和氣候造成影響,尤其是對(duì)強(qiáng)對(duì)流性天氣影響顯著。
基于國(guó)內(nèi)已有的研究成果,通過我國(guó)雷暴活動(dòng)的氣候特征、城市化對(duì)雷暴活動(dòng)的影響以及海洋與雷暴活動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行總結(jié)與分析,以期為今后深入開展雷暴研究,提高雷暴預(yù)報(bào)、預(yù)警能力提供科學(xué)參考。
1.1雷暴空間分布特征
從空間分布來看,我國(guó)雷暴日由東南向西北遞減,總體上可劃分為:東南和華南高值區(qū),高原及其鄰近地區(qū)的次高值區(qū),華北、華中及西北東部的次低值區(qū)和西北地區(qū)的最低值區(qū)四個(gè)區(qū)域[10]。幾個(gè)高值中心分別位于青藏高原東部、云南中南部、四川境內(nèi)、華南兩廣地區(qū)和新疆西部[11]。雷暴日的分布與區(qū)域下墊面性質(zhì)及低層水汽輸送關(guān)系密切。我國(guó)夏季水汽充沛,對(duì)流活躍,以致我國(guó)雷暴活動(dòng)多集中于夏季,夏季雷暴是年雷暴日的主體。從地理分布來看,華南地區(qū)位于夏季風(fēng)的迎風(fēng)坡位置,孟加拉、南海、副熱帶三支季風(fēng)均通過該區(qū)域,水汽充足,高原東部地區(qū)的對(duì)流活動(dòng)與該地區(qū)下墊面性質(zhì)有關(guān),新疆西部地區(qū)位于西風(fēng)帶的迎風(fēng)坡位置。所以夏季我國(guó)雷暴活動(dòng)主要發(fā)生于華南、青藏高原東部及新疆西部[12],也可以說我國(guó)雷暴活動(dòng)主要集中在這三個(gè)區(qū)域??紤]到區(qū)域性問題及雷暴活動(dòng)的局地性特征,將我國(guó)空間上劃分東部、中部、西部及南部,并對(duì)不同地區(qū)雷暴帶分布分別進(jìn)行劃分。我國(guó)東部地區(qū)雷暴活動(dòng)多發(fā)生于:福建省丘陵地帶、江西西部羅霄山、江西南部、武夷山地區(qū)、太行山山脈、陰山山脈和大興安嶺山區(qū)[13]。中部地區(qū)主要包括湘、贛、鄂、豫、皖五省,按照雷暴活動(dòng)的多少劃分為:長(zhǎng)江以北多雷區(qū)、長(zhǎng)江以南高雷區(qū)和贛南區(qū)域及湖南少數(shù)區(qū)域強(qiáng)雷區(qū)[14]。西部地區(qū)包括陜、甘、寧、青、新五省,雖日照充足,但是由于地理位置和氣候原因,水汽較少,很難滿足雷暴活動(dòng)發(fā)生、發(fā)展所需的條件,所以發(fā)生頻次較低。雷暴活動(dòng)帶主要位于:新疆西部天山南脈和天山山脈交接處、祁連山中部的南坡山區(qū)及青海東南與甘肅西南青藏高原山區(qū)[15]。南部地區(qū)日照充足,水汽充沛,太陽輻射強(qiáng)盛,雷暴發(fā)生頻率較高。其雷暴多發(fā)帶可劃分為:東部?jī)蓮V丘陵地區(qū)-南嶺-武夷山、浙閩丘陵及江南丘陵一帶;兩廣-武陵山一帶;云貴高原西部大巴山以西地區(qū);廬山-大別山地區(qū);大巴山-秦嶺地區(qū);湖南西北部-湖北西部地區(qū)[16]。
廣東省是南部地區(qū)最具代表性的雷暴高發(fā)區(qū)之一,由于地處低緯,日照強(qiáng)盛,水汽充沛,雷暴活動(dòng)十分頻繁。其雷暴高發(fā)區(qū)域主要位于:粵西北懷集—粵中德慶、羅定—粵西南[17],并且呈現(xiàn)自西南向東北減少的分布形勢(shì)[18]。雷州半島是廣東省雷暴活動(dòng)最多的地區(qū),年均雷暴日數(shù)[19-20]在84~100 d之間,其北部雷暴活動(dòng)比南部出現(xiàn)的早,雷暴活動(dòng)發(fā)生最頻繁的地區(qū)為雷州半島南部的徐聞縣[21]。
總的來說,我國(guó)雷暴活動(dòng)的空間分布特征表現(xiàn)為南方多于北方,山地多于平原,內(nèi)陸多于沿海[22],低緯地區(qū)高于高緯地區(qū),且同緯度地區(qū)則受地形影響顯著[23]。西北地區(qū)雷暴分布主要受海拔高度的影響,與地形、地勢(shì)關(guān)系密切,高原和山區(qū)發(fā)生較多,河谷、盆地和沙漠則較少[15]。
1.2雷暴時(shí)間分布特征
從時(shí)間分布來看,我國(guó)雷暴活動(dòng)總體上呈減少趨勢(shì),具體變化為:20世紀(jì)60年代前期有所增加,60年代末到70年代緩慢減少,80年代中期迅速減少,其中減少最迅速的是東南沿海區(qū)域,東北地區(qū)反而有所增加[10]。南方地區(qū)雷暴活動(dòng)存在 2、4 a的短周期和9、21 a的長(zhǎng)周期震蕩特征[16]。廣東省雷暴日數(shù)大約每10 a減少4.8 d[18],總體呈減少趨勢(shì),但是珠三角地區(qū)由于近年來城市化進(jìn)程的加快,局地對(duì)流得以增強(qiáng),自20世紀(jì)90年代后有所增長(zhǎng)[17],雷州半島地區(qū)存在2、3、4 a的周期震蕩特征[20]。中部地區(qū)雷暴日數(shù)每10 a減少1.9~4.3 d,存在4、6、11、17 a的周期震蕩特征[14]。西北地區(qū)雷暴活動(dòng)存在4、5 a的周期震蕩特征[15]。由于動(dòng)力條件的減弱和水汽的減少,不能滿足對(duì)流發(fā)生發(fā)展所需要的條件,東部地區(qū)雷暴活動(dòng)在70年代最多,90年代最少,整體仍然呈減少趨勢(shì)[13]。內(nèi)蒙古高原地區(qū)雷暴日數(shù)每10 a減少2 d,具有2、3、5、8 a的短周期和12、20 a的長(zhǎng)周期震蕩特征[24]。
由于氣候和環(huán)境的變化,無論是華北、華南、東部、西北還是局地區(qū)域,雷暴活動(dòng)總的變化趨勢(shì)都是逐年減少的。而且由于我國(guó)的地理位置和氣候配置關(guān)系,我國(guó)的雷暴活動(dòng)夏季最多,春秋季次之,冬季幾乎無雷暴發(fā)生,所以認(rèn)為夏季雷暴日的減少是影響年雷暴日減少的主要原因[14]。由于雷暴活動(dòng)與環(huán)境溫度具有正相關(guān)關(guān)系[25],可能是近些年全球氣候變暖的原因,我國(guó)雷暴活動(dòng) 2000年以后開始有所增加[23]。
雷暴活動(dòng)是中小尺度的局地性強(qiáng)對(duì)流活動(dòng),其發(fā)生、發(fā)展不僅與大氣環(huán)流背景相關(guān),而且與下墊面的關(guān)系十分密切,基于下墊面氣象要素與天氣現(xiàn)象的研究已有不少[26-30]。下墊面性質(zhì)的改變會(huì)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生很大的影響,主要是通過改變邊界層熱力、動(dòng)力過程及地氣之間的熱量輸送與水分循環(huán),進(jìn)而改變大氣的溫濕結(jié)構(gòu)和垂直運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)[31]。植被覆蓋類型的改變會(huì)引起地表特性的變化,進(jìn)而影響地表能量和熱通量及對(duì)流有效位能。張羽等[32]利用相關(guān)分析、11種模型擬合和全變量回歸分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,探究了雷州半島作物布局調(diào)整對(duì)雷暴發(fā)生的可能影響。指出下墊面作物布局的調(diào)整對(duì)雷暴發(fā)生有顯著的影響,隨著稻田的減少和糖蔗及水果種植面積的增加,雷州半島雷暴發(fā)生頻次有所降低。汪雅等[33]通過對(duì)一次雷暴過程的數(shù)值模擬,研究了海洋與陸地下墊面對(duì)雷暴過程的影響。結(jié)果表明,雷暴發(fā)生前期,強(qiáng)烈的海-陸熱力差異使得海風(fēng)特征顯著,海風(fēng)引起的抬升運(yùn)動(dòng)觸發(fā)了雷暴的發(fā)生。
隨著社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的人和企業(yè)進(jìn)駐城市,城市規(guī)模得以迅速擴(kuò)展。人為因素對(duì)地球表面土地覆蓋以及土地利用類型造成了顯著地改變[34]。原來被植被覆蓋的下墊面布滿了瀝青、水泥及混凝土,變得堅(jiān)硬、干燥和不透水,從而對(duì)地表的能量交換造成了影響,使得邊界層大氣特性發(fā)生改變[35]。
城市化引起的對(duì)天氣狀況影響主要的因素就是城市熱島效應(yīng)和下墊面粗糙度的變化。此外,高大建筑物(群)對(duì)周圍大氣電場(chǎng)也存在較大的影響,建筑物(群)對(duì)地面電場(chǎng)存在顯著的屏蔽作用,其頂部大氣電場(chǎng)強(qiáng)于地面,且隨高度的增加而增強(qiáng)[36]。熱島效應(yīng)可對(duì)邊界層結(jié)構(gòu)和局地環(huán)流狀況進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而影響對(duì)流天氣的發(fā)生、發(fā)展[37]。城市粗糙度的增大引起低層輻合強(qiáng)度的增大,使得上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),有利于新的對(duì)流單體的啟動(dòng)和發(fā)展,對(duì)城市區(qū)雷暴、降雨活動(dòng)有增強(qiáng)作用。城市化發(fā)展引起城區(qū)及周邊地區(qū)降水和對(duì)流發(fā)展變化的原因可歸納為:低層加熱增強(qiáng)引起的大氣不穩(wěn)定性;低層粗糙度增大引起的輻合增強(qiáng);凝結(jié)核增多引起的大氣微物理過程和動(dòng)力過程的改變;城市化發(fā)展引起的低層水分含量的改變[38]。胡艷[39]對(duì)上海地區(qū)雷暴天氣及下墊面特征對(duì)它的影響進(jìn)行了分析,指出城市熱島效應(yīng)可能在一定程度上增加了城區(qū)及城鄉(xiāng)交界區(qū)域雷暴發(fā)生的頻數(shù),并將其物理機(jī)制簡(jiǎn)單解釋為:城市熱島明顯時(shí)往往產(chǎn)生熱島環(huán)流,熱島中心氣溫直減率大,熱島邊界溫度梯度大,均有利于對(duì)流天氣的發(fā)生。錢嘉星等[40]研究了珠三角城市群對(duì)雷暴的影響后,指出珠三角城市群的單個(gè)雷暴的閃電頻次遠(yuǎn)多于非城市群區(qū)域,總閃頻次較高,而且對(duì)廣東前汛期雷暴影響較大。蒙偉光等[41]認(rèn)為城市可影響雷暴的形成及發(fā)展。通過對(duì)廣州城區(qū)兩次雷暴過程及其與城市效應(yīng)的關(guān)系研究,發(fā)現(xiàn)城市熱島可引起局地氣流的輻合及對(duì)流發(fā)展,對(duì)流降水發(fā)生的時(shí)間和位置與城市熱島的演變及對(duì)應(yīng)輻合區(qū)有較好的一致性,雷暴移經(jīng)城區(qū)時(shí)會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展,最強(qiáng)對(duì)流回波和降水都會(huì)出現(xiàn)在城市中心。
城市化對(duì)經(jīng)過城市區(qū)的雷暴活動(dòng)影響顯著,雷暴的發(fā)生、發(fā)展過程與城市下墊面關(guān)系密切。城市下墊面特征對(duì)雷暴過程的影響具體表現(xiàn)為:雷暴發(fā)生前期,熱島效應(yīng)明顯;城市上空較高的感熱通量與城郊下墊面熱力差異相結(jié)合,形成城市熱島環(huán)流,使得城區(qū)的輻合上升加強(qiáng),為雷暴的發(fā)生提供了較強(qiáng)的抬升作用;城市下墊面擴(kuò)張,使其上空邊界層高度相應(yīng)提升,垂直混合高度增加,有助于對(duì)流云的發(fā)展;城市下墊面加強(qiáng)了大氣低層的擾動(dòng)位溫,為雷暴的發(fā)生提供了不穩(wěn)定層結(jié)條件;城市地表較大的粗糙度使雷暴降水在城區(qū)低層的迎風(fēng)面一側(cè)明顯增強(qiáng)[42]。
海洋約占地球表面的71%,是地球氣候系統(tǒng)重要的組成部分,作為大氣最寬廣的下墊面,以感熱交換和潛熱交換的形式不斷對(duì)局地或者全球的大氣環(huán)流作出調(diào)整,主要通過海溫(SST)變化影響大氣環(huán)流和氣候變化。作為大氣的一種重要外強(qiáng)迫,SST與大氣間的相互作用研究多年來已取得豐碩成果,很多研究均表明SST的異常變化對(duì)大氣環(huán)流的調(diào)整作用顯著。
海氣相互作用反映滯后且時(shí)效較長(zhǎng),SST異常對(duì)一年半以后的大氣環(huán)流仍有影響。SST異常與大氣高度場(chǎng)有一定的相關(guān),由于不同范圍海區(qū)日好條件和洋流情況不同,對(duì)高度場(chǎng)的影響也有所差異。將北太平洋東南部的水面溫度與太陽活動(dòng)呈正相關(guān)最顯著的幾個(gè)海溫點(diǎn)命名為關(guān)鍵區(qū),則北太平洋關(guān)鍵區(qū)海溫與500 hPa高度場(chǎng)在低緯度區(qū)域的相關(guān)性最大,呈正相關(guān),中緯度次之,呈負(fù)相關(guān),而在高緯度的相關(guān)性最小,相關(guān)性質(zhì)不穩(wěn)定。此外,從季節(jié)來看,2月份海溫對(duì)大氣環(huán)流的影響最為關(guān)鍵,7月次之,即冬、夏季海溫對(duì)其后各月500 hPa高度場(chǎng)影響較大,春、秋季則影響較小[43]。除了與高度場(chǎng)的相關(guān)性,海洋對(duì)天氣的影響在降水等對(duì)流天氣方面也有體現(xiàn),尤其是我國(guó)華南區(qū)域,瀕臨太平洋與南海,受海洋影響顯著。強(qiáng)學(xué)民等[44]利用近50 a全國(guó)逐日降水觀測(cè)資料和全球大氣、海洋分析資料,分析了華南前汛期降水異常的變化特征及其與太平洋海溫異常的關(guān)系,指出暖池冷海溫年,北半球Hadley環(huán)流的上升和下沉運(yùn)動(dòng)均減弱,華南地區(qū)對(duì)流活動(dòng)較強(qiáng),降水較多,暖海溫年,Hadley環(huán)流上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),使得副熱帶地區(qū)下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),抑制了華南地區(qū)的對(duì)流活動(dòng),降水較少。
ENSO是全球性氣候和海洋環(huán)流異常的最強(qiáng)信號(hào),李曉燕和翟盤茂[45-46]及王紹武等[47]都已根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)歷年事件性質(zhì)及強(qiáng)度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)劃分。ENSO不僅是造成全球氣候異常的一個(gè)重要原因,也是導(dǎo)致亞洲季風(fēng)異常和我國(guó)旱澇發(fā)生的關(guān)鍵因素。ENSO與我國(guó)部分區(qū)域的寒潮活動(dòng)有關(guān)。ENSO暖事件爆發(fā)后的環(huán)流形勢(shì)有利于冷空氣南下,利于廣東寒潮和強(qiáng)冷空氣的出現(xiàn),而且廣東寒潮和強(qiáng)冷空氣多的年份一般出現(xiàn)在中等或強(qiáng)的厄爾尼諾期間,少的年份容易出現(xiàn)在拉尼娜期間[48]。ENSO與我國(guó)閃電活動(dòng)有關(guān)。我國(guó)東南部地區(qū)的閃電活動(dòng)與Nino3區(qū)海溫異常存在一定的聯(lián)系,其發(fā)生頻率與海陸距離呈正比[49]。ENSO與我國(guó)雷暴活動(dòng)有關(guān)。ENSO年西太副高異常持續(xù)偏南,使得水汽條件得不到滿足,從而南方雷暴在ENSO年呈現(xiàn)正距平分布,而且由于ENSO年經(jīng)向沃克環(huán)流強(qiáng)度發(fā)生變化,從而使得兩廣和云貴地區(qū)雷暴距平呈相反態(tài)勢(shì)[50]。
雷暴天氣過程通常是在有利的大尺度環(huán)境背景下由中尺度對(duì)流系統(tǒng)直接產(chǎn)生的[51]。SST異??梢鸫髿猸h(huán)流異常響應(yīng),使得北方的干冷空氣南下,與南方的暖濕空氣相遇,形成上面干冷下面暖濕的狀況配置,有利于低層不穩(wěn)定能量的聚集和不穩(wěn)定能量的釋放,進(jìn)而利于雷暴活動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展。異常偏低的海溫能夠引起低層風(fēng)場(chǎng)異常輻散,上空則對(duì)應(yīng)為異常的下沉運(yùn)動(dòng),通過類似于沃克環(huán)流形式使得東亞同緯度地區(qū)低層輻合異常,利于強(qiáng)化該地的異常氣旋性環(huán)流,在北太平洋上空對(duì)應(yīng)著強(qiáng)的西風(fēng)急流,500 hPa高度場(chǎng)上表現(xiàn)為負(fù)距平,有利于北方冷空氣南下,易于不穩(wěn)定能量的釋放,有利于冬季雷暴的發(fā)生[52]。姜麗萍等[53]利用珠三角 14站1月份的觀測(cè)資料、歷史天氣圖和NCEP/NCAR再分析資料,對(duì)珠三角冬季雷暴的大氣環(huán)流特征及海溫異常背景進(jìn)行了分析,指出鋒區(qū)對(duì)低空暖濕西南急流有阻擋作用,珠三角地區(qū)冬季雷暴大部分由靜止鋒引發(fā)。并且,珠三角地區(qū)冬季雷暴一般出現(xiàn)在海溫偏暖背景下,且發(fā)生前6個(gè)月的海溫場(chǎng)暖位相特征顯著。
海洋與大氣接觸范圍極廣,海氣相互作用顯著,對(duì)大氣環(huán)流的調(diào)節(jié)至關(guān)重要,但是由于海上觀測(cè)條件的不足,雷暴活動(dòng)與海洋的關(guān)系研究并不多,所以有很多工作還有待進(jìn)一步的研究與探討。
以上分3個(gè)方面綜合回顧了前人對(duì)我國(guó)雷暴活動(dòng)的研究。對(duì)于我國(guó)雷暴活動(dòng)的氣候特征研究,已經(jīng)相當(dāng)?shù)娜?、透徹。雖然由于雷暴活動(dòng)的局地性特征,不同地區(qū)的雷暴活動(dòng)氣候特征不同,但總的變化趨勢(shì)是接近的。隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展,城市也不斷地?cái)U(kuò)張,城市化改變了下墊面屬性,對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生影響很大。城市熱島效應(yīng)和下墊面粗糙度增大對(duì)經(jīng)過城市區(qū)的雷暴活動(dòng)具有一定的影響作用。但是由于氣象觀測(cè)站大多位于郊區(qū),對(duì)于城市氣溫的監(jiān)測(cè)不全面,所以應(yīng)用于城市熱島研究的資料較少,論據(jù)不夠充分,需綜合利用地面觀測(cè)、衛(wèi)星觀測(cè)及地理信息系統(tǒng)等,對(duì)城市氣溫進(jìn)行全方位的、均勻的監(jiān)測(cè),進(jìn)而得出更加充分的結(jié)論。對(duì)于海洋與雷暴的關(guān)系研究,目前成果較少,由于海洋面積巨大,觀測(cè)不易,需劃定特別區(qū)域、有重點(diǎn)的進(jìn)行觀測(cè)、分析,如西太平洋暖池是最大的對(duì)流中心、最大降水中心及對(duì)流層絕熱加熱高中心,對(duì)流強(qiáng)烈且活動(dòng)持久,是氣候異常的源地之一,其變化直接影響著亞洲甚至全球的氣候,具有極高的研究?jī)r(jià)值。我國(guó)東臨太平洋,雷暴活動(dòng)勢(shì)必與暖池有一定的內(nèi)在聯(lián)系,尤其是我國(guó)華南地區(qū)雷暴,很值得進(jìn)行細(xì)致探討。
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(責(zé)任編輯:任萬森)
A Review of Effects of Oceans and Urbanization on the Characteristics of Thunderstorms in China
ZHU Xue-chao1, ZHANG Yu2, XU Feng1
(1.College of Oceanography and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China; 2.Guangdong Weather Modification Center, Guangzhou 510080,China)
Based on the domestic existing research achievements, this article reviewed the results and progress of thunderstorms research from three aspects:the climate characteristics of thunderstorms, effect of oceans and urbanization on thunderstorms.These studies show that:thunderstorms in our country have strong local properties and kinds of multi-scale spatial and temporal distribution.The growing of urbanization caused the change of the underlying surface properties, and have a strong influence on thunderstorms.Ocean affects the occurrence and development of convective activities through the air-sea interaction, and must have some relation with thunderstorms.But the specific relationships between urbanization and ocean with thunderstorms are not yet clear, because lack of observation, datasets not comprehensive and without some real points, so there still need a long time study.
thunderstorms; climatic characteristics; urbanization; marine; review
P446
A
1673-9159(2015)01-0109-06
2014-11-03
國(guó)家自然科學(xué)基金(41475120);廣東省教育廳科技創(chuàng)新項(xiàng)目(B12363);廣東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(521002025);廣東海洋大學(xué)研究生教育改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目共同資助(521002014)
朱學(xué)超(1987-),男,碩士生,研究方向?yàn)楹Q笈c氣候變化。E-mail:lyzxch@sina.com
徐峰(1962-)男,博士,教授,研究方向?yàn)榇髿馕锢韺W(xué)與大氣環(huán)境、海洋氣象。E-mail:gdouxufeng@126.com