1. 引言
雷暴是自然界中雷云之间或雷云与大地之间的一种放电现象。在雷暴发生时放电电压高、电流大、能量释放时间短，具有很强的破坏力，是重大气象灾害之一。随着经济发展和信息网络技术的广泛应用，雷电灾害对各行各业特别是对建筑、电力、通讯等行业的危害更为严重。雷暴活动是一个地区的气候基本特征之一，对雷暴日数及其分布的研究对防雷减灾工作具有重要作用，因此许多学者对各地雷暴活动的气候特征及分布进行了大量研究 [1] - [12]。
青海省位于青藏高原东北部，夏季受高原西南部的西南暖湿气流和500 hpa高原切变线影响，东南部雷暴日数较多，大部分地区雷暴日数大于40 d/a，其中玉树南部和果洛南部地区在65 d/a以上。本文通过利用最新气候期的数据对青海省雷暴日数的分布及其与前一气候期的对比，分析雷暴日数、雷暴初、终日物候期分布以及在两个气候期间的变化趋势，以期在青海省雷电灾害防御工作和预警预测工作中提供参考。
2. 青海省1981~2010年气候期雷暴日数分析
2.1. 年平均雷暴日数分布
根据1981~2010年气候期的青海省50个地面测站的年平均雷暴日数绘制等值线图，如图1所示。由图可见，青海省年雷暴日数地域分布呈由东南向西北递减的分布趋势，玉树和果洛南部地区是全省年雷暴日数的大值地区，玉树全州各站年平均雷暴日数为57 d/a，果洛州则是56 d/s，而海西、格尔木西北地区则是全省年雷暴日数的小值地区，海西州和格尔木各站年平均雷暴日数分别为16 d/a和20 d/a，除却两州南部和东部的测站，西北部的各站年雷暴日数均在10 d/a以下；年雷暴日数最多测站的是玉树州南部的囊谦县，达到70 d/a，次大值测站是果洛州东南部的久治站，年雷暴日数也达到了67 d/a；而最少的测站则是冷湖站，年雷暴日数仅为2 d/a，次小值测站是格尔木和其附近区域的小灶火测站，年雷暴日数为3 d/a。青海省人口较为密集、经济较为发达的西宁、海东地区的年雷暴日数呈现北多南少的分布，靠近祁连山南侧的的地区和青海湖东部的区域年雷暴日数要多于西宁及其以南的地区。
Figure 1. Distribution of mean thunderstorm days in Qinghai province from 1981 to 2010
图1. 青海省1981~2010年平均雷暴日数分布图
青海省年雷暴日数的分布主要受高原夏季500 hpa切变线和副热带高压的影响。在雷暴的多发季夏季，青海省南部地区，既玉树、果洛地区500 hpa多有中尺度的切变和低涡发生，南支槽活跃，西南至东北向的水汽通道较为畅通，加之副热带高压经常在青海省东南部地区东西摆动、南北震荡，易引发对流天气发生发展，导致青南地区雷暴日数相对较多。而西宁海东地区北部雷暴日数多于南部的原因可能是北部山地地形影响，高空冷温槽过境时易形成高冷低暖的雷暴易发形势。青海省西北部雷暴日数少的原因主要是南部水汽无法输送至这一地区，夏季即使具备了相应的雷暴高低空层结条件，但水汽缺乏，难以支撑有效对流天气的发展。
2.2. 雷暴平均初、终日物候期分布
图2为1981年至2010年气候期青海省雷暴初日的空间分布情况。总体而言，青海省各站雷暴初日日期基本在3月下旬至6月期间，雷暴活动基本由东南地区向西北地区依次推进。3月雷暴出现站点为3个，4月为33站，5月为11站，6月为3站。雷暴最早于3月。
同样，对1981年至2010年气候期青海省雷暴终日的空间分布情况进行统计分析，如图3所示。雷暴终日的空间分布情况和初日恰好相反，雷暴活动最早结束与青海省西北地区，并向东南地区逐渐陆续结束。青海省各站雷暴终日日期基本在7月至10月期间，大部分地区于10月份结束雷暴活动。7月为终日的站点为3个，8月为4站，9月为12站，10月为31站。格尔木西北地区雷暴最晚发生的3个站点(冷湖、格尔木、小灶火)正是雷暴最早结束的站点，冷湖为全省雷暴终日最早站点，30年平均雷暴终日为7月11日。进入8、9月份500 hpa副热带高压开始南落东退，自西北向东南大部份站点陆续进入雷暴活动减弱期，10月份大部分站点出现雷暴终日，最迟的站点也即是雷暴出现较早的的青南地区(班玛、囊谦、久治)，其中班玛30年平均雷暴初日为10月18日，为青海省雷暴终日最晚站点。
Figure 2. Distribution map of mean initial thunderstorm days in Qinghai province from 1981 to 2010
图2. 青海省1981~2010年平均雷暴初日数分布图
Figure 3. Distribution map of mean thunderstorm end days in Qinghai province from 1981 to 2010
图3. 青海省1981~2010年平均雷暴终日分布图
2.3. 夏季平均雷暴日数分布
夏季为青海省雷暴天气的多发季节，全年近2/3的雷暴天气发生在该季节内。对1981~2010年全省各测站的夏季雷暴日数进行统计分析绘制的等值线分析，由图4可见，青海省夏季雷暴日数也是呈由东南向西北递减的趋势，雷暴多发区域集中在祁连至沱沱河一线的东南地区，夏季雷暴日数在20 d/a以上，其西北地区雷暴日数相对较少，在20 d/s以下。
Figure 4. Distribution of mean thunderstorm days in summer of 1981~2010 in Qinghai province
图4. 青海省1981~2010年夏季平均雷暴日数分布
最大值区域也是分布在玉树果洛两州，和年雷暴日数一致。夏季平均雷暴最多发生地区也是玉树州囊谦县，为42 d/a，其次为杂多县(40 d/a)和曲麻莱县(37 d/a)、果洛州久治县(37 d/a)。在祁连山区也有一个夏季雷暴日数的相对大值区域，夏季雷暴日数在35 d/a左右，仅次于青南地区。夏季雷暴日数小值区域和年雷暴日数小值区域是对应的，还是在海西、格尔木的西北地区，冷湖、小灶火和格尔木为全省夏季雷暴日数最少的地区，均为2 d/a。这种夏季雷暴日数东南至西北的阶梯式分布原因与年雷暴日数的分布原因是一致的。
3. 1971~2000气候期至1981~2010气候期雷暴日数变化分析
3.1. 年雷暴日数变化分析
对1981~2010年气候期和前一气候期1971~2000年的青海省年雷暴日数进行对比分析，其变化结果如图5所示。由图可见，在这两个气候期中，青海省各地年雷暴日数均有不同幅度的变化，总体平均是减少的趋势，全省平均减少了3 d/a，但变化值的大小空间分布不均匀。
值得注意的是，与年雷暴日数的分布一样，年雷暴日数的变化值也是呈现了东南至西北的阶梯式变化分布，但是演变趋势恰好相反，年雷暴日数是由东南向西北递减，而气候期间的雷暴日数变化值却是由东南向西北递增。另外，年平均雷暴日数大值区域和年雷暴日数的减少最大值区域基本对应，既雷暴多发地区的雷暴日数减少趋势更为明显。全省除了海西西部、格尔木大部地区年雷暴日数略有增多外，基本均呈现减少的趋势，其中减少最为明显的区域是玉树大部、果洛南部、黄南南部及西宁以北的祁连山区地带。年平均雷暴日数减少最多的是玉树州清水河站，较前一气候期减少了12 d/a，其次是黄南州南部的河南站(8 d/a)和祁连山区的门源站(8 d/a)。全省有6个测站年雷暴日数较前一气候期略有所增加，都是处于青海省西北部的测站，相比与东南部减少的幅度，这些站增多的幅度可以忽略。增多最大的芒崖站和大柴旦站也仅增多了1 d/a左右。
Figure 5. Distribution of variation of annual mean thunderstorm days from 1971~2000 to 1981~2010 in Qinghai province
图5. 青海省1971~2000年至1981~2010年年平均雷暴日数变化值分布
3.2. 雷暴平均初、终日变化分析
1971~2000年至1981~2010年青海省雷暴初、终日年平均变化值各地区也有所不同，如表1统计所示(正值为提前日数，负值为推迟日数)。总体而言，雷暴多发地区雷暴初日略延迟，而少发地区雷暴初日却有所提前；雷暴终日除海西外均有所提前。
Table 1. Statistics of annual average variation of thunderstorm initial and final days in Qinghai province from 1971~2000 to 1981~2010 (unit: number of stations)
表1. 青海省各地区1971~2000年至1981~2010年雷暴初、终日年平均变化值统计(单位：站次)
青海省雷暴初日在两个气候期中表现为提前的站点有23个，没有变化的有9个，推迟的站点有19个，总体表现为雷暴初日略提前，全省平均为0.6 d/a。在两气候期雷暴初日各变化区间内，表现为提前或者退后1~4天地站点基本持平且数量最对，分别有18和15个站点。地区平均而言，玉树、果洛和海南地区雷暴初日表现为推迟，其余地区则表现为提前。玉树地区年平均雷暴初日推迟天数较大，其辖区六站平均推迟了2.1 d/a，为全省雷暴初日推迟的中心，其中囊谦站推迟了5天。果洛地区甘德站年平均雷暴初日推迟了6天，是全省两气候期间雷暴初日推迟的极大值站点。西宁、海西和格尔木平均雷暴初日提前较为明显。但由于海西和格尔木地区年雷暴日数较少，由于雷暴偶发因素影响，雷暴初日变化的实际意义不大。西宁地区湟中和大通站的年平均雷暴初日表现为略推后，而二十里铺和湟源站则表现为提前。
青海省雷暴终日在两个气候期中表现为提前的站点有34个，没有变化的有6个，推迟的站点有10个。雷暴终日提前1~4天的站点有29个站点，是变化的主要代表趋势，且雷暴多发区域的玉树、果洛及黄南等地的大部分站点雷暴终日均表现为提前的变化趋势，三个地区平均提前了2.3 d，4.5 d和1.8 d。而雷暴日数较少发生地区的海西地区的站点雷暴日数缺略有所推迟。总体而言，雷暴终日提前趋势表现较初日明显，全省平均提前约1.4 d/a。综合青海省雷暴初终日的变化情况，总体雷暴初终间日数有减少的变化趋势，全省平均减少了2.4 d/a。其中海西天峻、玉树囊谦和治多3站平均年雷暴初终间日数减少了10 d以上。
3.3. 夏季平均雷暴日数变化分析
对夏季两个气候期的各站雷暴日数进行对比统计分析，其变化值绘图如图6。青海省夏季雷暴日数在1971~2000至1981~2010的两个气候期变化过程中，总体表现出了减少的趋势，且减少幅度由东南雷暴多发区向西北雷暴少发区呈现阶梯式递减。
青海省夏季雷暴日数减少的站点的有47个，没有变化的2个(大柴旦和诺木洪)，略微增多有1个(海西芒崖)。雷暴减少日数频次分布而言，26个站点减少日数在3天以内，3~5天的有13个站点，5天以上的有8个站点。相比于年雷暴日数减少只有一个大值区的分布，夏季雷暴减少的大值区有三个，即玉树北部、黄南南部和祁连山东部地区。且极大值出现在黄南河南站点(10 d/a)，其次是海东平安站点(9 d/a)，玉树清水河、治多站和西宁二十里铺、大通站点均减少了7 d/a。对比年雷暴日数的减少幅度，河南、平安和二十里铺站的夏季雷暴日数减少幅度大于年雷暴日数减少幅度，而在雷暴少发的春、秋两季这三个站点的雷暴日数是增多的。而年雷暴日数减少最多的清水河站则呈现各雷暴发生季节均减少的趋势。
Figure 6. Distribution of mean thunderstorm days in summer of 1971~2000 to 1981~2010 in Qinghai province
图6. 青海省1971~2000年至1981~2010年夏季平均雷暴日数变化值分布
4. 结论
1) 青海省最新气候期年雷暴日数地域分布呈由东南向西北递减的分布趋势，玉树和果洛南部地区是全省年雷暴日数的大值地区，而海西、格尔木西北地区则是全省年雷暴日数的小值地区，年雷暴日数最多测站的是玉树州南部的囊谦县，达到70 d/a，而最少的测站则是冷湖站，年雷暴日数仅为2 d/a。对比前一气候期，青海省各地年雷暴日数均有不同幅度的变化，总体平均是减少的趋势，全省平均减少了3 d/a，但变化值的大小空间分布不均匀。与年雷暴日数的分布一样，年雷暴日数的变化值也是呈现了东南至西北的阶梯式变化分布。
2) 总体而言，青海省最新气候期各站雷暴初日日期基本在3月下旬至6月期间，雷暴活动基本由东南地区向西北地区依次推进，大部分站点在4月出现初雷；雷暴活动最早结束与青海省西北地区，并向东南地区逐渐陆续结束，大部分地区于10月份结束雷暴活动。对比前一气候期，雷暴多发地区雷暴初日略延迟，而少发地区雷暴初日却有所提前，全省平均为0.6 d/a；雷暴终日除海西外均有所提前，全省平均提前约1.4 d/a。
3) 青海省夏季雷暴日数也是呈由东南向西北递减的趋势，雷暴多发区域集中在祁连至沱沱河一线的东南地区。在1971~2000至1981~2010的两个气候期变化过程中，青海省夏季雷暴日数总体表现出了减少的趋势，且减少幅度由东南雷暴多发区向西北雷暴少发区呈现阶梯式递减。