引言

随着全球气候变暖，强对流天气造成的灾害日渐严重，人们开始越来越重视对其天气气候变化规律的分析研究。余蓉等^[1]研究指出，1971—2000年我国东部地区的雷暴、冰雹、雷暴大风的发生频率呈减少趋势，对流性天气的减少与水汽和动力条件的减弱有关。张敏峰^[2]等研究表明，近30a来我国大部地区(除东北地区)雷暴日数呈在波动中减少的趋势。尹丽云^[3]等分析指出，云南省的雷暴日数有减少的变化趋势。张芳华^[4]等分析了中国冰雹日数的时空分布特征，结果表明近30a我国冰雹日数有显著减少趋势，南方地区降雹偏多。刘晓东^[5]等研究指出，近37 a来内蒙古雷暴日数在波动中呈减少趋势。李林惠^[6]等研究表明，内蒙古冰雹历年站日呈波动下降趋势。史培军等^[7]指出，雷暴、冰雹和雷暴大风作为多发的强对流天气，经常相伴出现，时间尺度较小且伴随强烈的垂直上升运动，其来势猛、强度大，可使庄稼轻者减产、重者绝收，给受影响地区带来严重灾害和巨大损失，常伴随强降水、急剧降温等阵发性灾害天气。

雷暴是指在强积雨云作用下产生的伴有雷电活动和对流性降水的局地天气，在地面观测中为伴有闪电及雷鸣的天气现象^[8]。王道洪^[9]等指出雷暴是大气不稳定状态的产物，有半随机性、局限性、分散性、突发性、瞬时性及三维性特点，常导致人畜受雷击而伤亡，房屋、设施毁坏，森林大火等，雷暴灾害已成为联合国公布的10种最严重自然灾害之一。冰雹是由强对流天气系统所引起的剧烈天气现象，通常发生在较暖的背景下，与雨涝、干旱等气象灾害相比，冰雹天气造成的灾害虽然范围小，持续时间短，但突发性强、破坏性大，因此备受各政府和专家学者们的重视^[10]。发生雷暴天气时通常伴有大风，风是由于空气流动而形成的，大风则是空气大规模爆发性流动的结果，雷暴大风是我国常见的灾害性天气之一，其危害性大，甚至会造成严重生命财产威胁^[11]。雷暴、冰雹和雷暴大风等强对流天气的研究一直是气象部门关注的重点。

内蒙古天气气候及地形复杂，大范围冰雹、雷暴大风等强对流天气时有发生^[12]。除了东亚夏季风和沙漠边缘地区强烈的干湿和热力对比造成的不稳定天气之外，内蒙古许多丘陵山区因沟壑纵横地形起伏，在强烈的太阳辐射下，易产生由下垫面加热不匀而引起的小范围剧烈对流，特别是当有锋面或飑线等天气系统影响时，在天气系统影响、大气对流不稳定、干湿对比明显及地形的共同作用下，时常有冰雹和雷暴大风天气发生^[13]。关于强对流天气时空分布特征的分析，大多是针对全国范围或者南方地区，而针对内蒙古强对流天气变化的研究较少，或只是单独探讨了雷暴和冰雹这两种天气现象的时空变化，未进行综合系统性的对比研究，而对内蒙古雷暴大风的研究尚未见报道。本文主要分析内蒙古这三种强对流天气的气候特征和变化规律，并探讨他们的多发区域有何异同，以期为探究内蒙古强对流天气的活动规律，更好地开展短时强对流天气的预测防御工作提供参考。

1 资料与方法

采用1985—2013年内蒙古自治区119站逐日雷暴、冰雹、大风观测资料，使用常规数理统计和相关分析等方法，分析内蒙古强对流天气的时空分布特征，对于天气现象的数据处理采用以下原则: 1 d内，内蒙古119站中有1个站或以上出现雷暴(冰雹)，定为1个雷暴(冰雹)日，将1个站有1 d发生雷暴(冰雹)统计为1个站日，1个站1 d内发生雷暴的时次又有风速大于17.2 m·s^-1，统计为一个雷暴大风日，若两个站1 d内同时发生雷暴(冰雹、雷暴大风)，统计为两个站日；总站次代表 1 a内发生雷暴(冰雹、雷暴大风)的总站数；单站平均雷暴（冰雹、雷暴大风）日数，即为1985— 2013年发生的总站次年平均值除以119个站数。

下面主要从空间分布特征、时间趋势变化和月变化特征等方面，对内蒙古强对流天气进行分析和讨论。

2 内蒙古强对流天气的空间分布特征

内蒙古(图 1)位于祖国北疆，地域广阔，达1.18× 10⁶km²，所处纬度较高，地貌格局呈现平原、山地、高原的带状分布，以高原为主，高原四周分布着大兴安岭、阴山山脉，海拔1 000—1 500 km，地势起伏较缓，天气气候及复杂地形使得内蒙古地区强对流天气的时空分布不尽一致。下面首先分析内蒙古强对流天气的年平均空间分布特征，然后分析不同类型强对流天气在各个季节的空间分布特征。

2.1 强对流天气的年平均空间分布特征

图 2给出1985—2013年内蒙古119站年平均雷暴、冰雹、雷暴大风日数的空间分布，从中可见，对于雷暴(图 2a)而言，年平均大于26个雷暴日的区域，在西部地区为沿阴山山脉的准东西走向，东部地区为沿大兴安岭山脉的准南北走向，说明多雷暴地区与地形走向及分布关系紧密。多雷暴中心主要位于鄂尔多斯市东部、呼和浩特市、乌兰察布市、锡林郭勒盟南部及赤峰市西南部，年平均雷暴日累计达30 d以上。包头市、锡林郭勒盟东部和北部、赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市年平均雷暴日达26 d以上，阿拉善盟、巴彦淖尔市和鄂尔多斯市西南部年平均雷暴日相对其他地区而言较少，约为22 d。对于冰雹(图 2b)而言，年平均大于1.2个冰雹日的区域，与雷暴日的分布形势相似，说明多冰雹地区也与内蒙古地形关系密切。多冰雹中心主要位于呼和浩特市、乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部及赤峰市西部，年平均冰雹日累计达1.4 d以上。包头市、锡林郭勒盟东北部、兴安盟和呼伦贝尔市年平均冰雹日达1 d以上，阿拉善盟、巴彦淖尔市和鄂尔多斯市西南部等其他地区年平均冰雹日相对而言较少，约为0.8 d。对于雷暴大风(图 2c)而言，内蒙古中部地区雷暴大风日较多，雷暴大风日的中心主要位于包头市、呼和浩特市、乌兰察布市和锡林郭勒盟，年平均雷暴大风日达3.5 d以上，锡林郭勒盟南部雷暴大风日最多，年平均达6 d以上，其他地区年平均约为5 d。

综上分析可知，内蒙古雷暴、冰雹、雷暴大风这三种强对流天气的空间分布特征为，在西部地区为沿阴山山脉的准东西走向，东部地区为沿大兴安岭山脉的准南北走向，说明内蒙古强对流天气的分布形势与山脉走向及分布关系紧密，强对流天气发生的高频区主要集中在鄂尔多斯市、包头市、呼和浩特市、乌兰察布市、锡林郭勒盟、赤峰市。

2.2 强对流天气的季节空间分布特征 2.2.1 雷暴各季节的空间分布特征

图 3给出1985—2013年春季、夏季、秋季内蒙古年平均雷暴日数的空间分布，从中可见，雷暴日具有明显的季节变化，夏季最多，其次是秋季，春季相对较少。冬季是内蒙古雷暴出现最少的季节，基本没有雷暴(图略)。另外，三个季节中雷暴日数的分布特征与雷暴年平均日数的分布特征(图 2a)基本一致，雷暴日数大值区主要位于中部地区的鄂尔多斯市东部、呼和浩特市、乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部及赤峰市西部。春季雷暴日数一般为0~2.5 d，大值区为2.5~4.5 d；夏季雷暴日数一般为16~18 d，大值区为22~24 d；秋季雷暴日数一般为0~3.5 d，大值区为4.5~5.5 d。

2.2.2 冰雹各季节的空间分布特征

图 4给出1985—2013年春季、夏季、秋季内蒙古年平均冰雹日数的空间分布，从中可见，冰雹日也具有明显的季节变化，在夏季最多，其次是秋季，春季相对较少，冬季是内蒙古冰雹出现最少的季节(图略)。另外，在三个季节中冰雹日数的分布特征与年平均冰雹日的分布特征(图 2b)基本一致，冰雹日数大值区主要位于呼和浩特市、乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部、赤峰市西南部。春季冰雹日数一般为0~0.2 d，大值区为0.2~0.4 d；夏季冰雹日数一般为0.45~0.65 d，大值区为1~1.6 d；秋季冰雹日数一般为0.1~0.2 d，大值区为0.2~0.5 d。

2.2.3 雷暴大风各季节的空间分布特征

图 5给出1985—2013年春季、夏季、秋季内蒙古年平均雷暴大风日数的空间分布，从中可见，内蒙古雷暴大风日具有明显的季节变化，在夏季最多，其次是春季，秋季相对较少，冬季基本没有雷暴大风出现(图略)。另外，在三个季节中雷暴大风日数的分布特征与雷暴大风年平均日数的分布特征(图 2c)基本一致，雷暴大风日数大值区主要位于包头市、呼和浩特市、乌兰察布市、锡林郭勒盟南部。春季雷暴大风日数一般为0~0.6 d，大值区为0.6~2 d，夏季雷暴大风日数一般为1~2 d，大值区为2~3.5 d，秋季雷暴大风日数一般为0~0.4 d，大值区为0.4~0.8 d。

综上分析可知，内蒙古雷暴、冰雹、雷暴大风这三种强对流天气均呈现明显的季节变化特征；其中雷暴和冰雹天气在夏季最多，其次是秋季、春季，冬季最少，几乎不发生；雷暴大风天气在夏季最多，其次是春季、秋季，冬季基本不出现。

3 强对流天气的趋势变化特征

近30 a来，内蒙古雷暴、冰雹日数在波动中呈减少趋势^[5-6]，但针对雷暴大风的时间变化趋势研究尚未见，那内蒙古这三种强对流天气发生次数是否均呈现减少趋势？哪种对流天气发生次数最多？减弱趋势最快？研究以上问题有利于更好地了解内蒙古强对流天气的变化特征。

图 6给出1985—2013年内蒙古雷暴、冰雹、雷暴大风发生总站次逐年的变化曲线，从中可见，内蒙古雷暴、冰雹、雷暴大风总站次的变化整体均呈减少趋势，高发期主要出现在80年代末到90年代初期，90年代后期至今呈现逐渐减少趋势。通过计算得到，内蒙古雷暴天气发生总站次的减少趋势最快，其次是雷暴大风，冰雹相对较慢。雷暴总站次的年平均值为3 071站次，其中以1985年最多，为3 825站次，2013年最少，为2 381站次。冰雹总站次的年平均值为135站次，其中以1985年最多，为256站次，2007年最少，为46站次。雷暴大风总站次的年平均值为358站次，其中以1987年最多，为705站次，2010年最少，为196站次。

综上可知，1985—2013年内蒙古强对流天气的总站次变化整体呈现减少趋势，雷暴天气发生总站次最多，减少趋势最大，其次是雷暴大风天气，最后是冰雹天气。

4 内蒙古强对流天气的月变化特征

上面的分析给出了内蒙古强对流天气在不同季节的空间分布特征，本节从逐月分布的角度分析内蒙古强对流天气的发生特征。

图 7给出1985—2013年内蒙古单站平均雷暴、冰雹、雷暴大风日数的逐月变化曲线，从中可见，内蒙古的这三种强对流天气的日数均呈现单峰的分布形势，且它们的活动期均主要集中在5—9月。其中，发生雷暴最多的是7月，单站平均雷暴日约为8 d；发生冰雹最多的是6月，单站平均冰雹日约为0.3 d；发生雷暴大风最多的是6月，单站平均雷暴大风日约为0.89 d。综上可知，内蒙古强对流天气的活动期主要集中在5—9月。

5 结论与讨论

(1) 内蒙古地区雷暴、冰雹、雷暴大风的分布，在西部地区为沿阴山山脉的准东西走向，东部地区为沿大兴安岭山脉的准南北走向，内蒙古强对流天气的分布形态与山脉分布和走向关系密切。

(2) 多雷暴中心主要位于鄂尔多斯市东部、呼和浩特市、乌兰察布市、锡林郭勒盟南部及赤峰市西南部，年平均雷暴日累计到达30 d以上。多冰雹中心主要位于呼和浩特市、乌兰察布市南部、锡林郭勒盟南部及赤峰市西部，年平均冰雹日累计到达1.4 d以上。多雷暴大风中心主要位于包头市、呼和浩特市、乌兰察布市和锡林郭勒盟，年平均雷暴大风日达3.5 d以上。

(3) 内蒙古的三种强对流天气均呈现明显的季节变化特征，雷暴、冰雹和雷暴大风天气均在夏季出现最多，冬季出现最少，冬季基本没有雷暴、冰雹和雷暴大风天气发生。雷暴和冰雹天气在秋季发生次数稍多于春季，雷暴大风天气在春季发生次数多于秋季。

(4) 内蒙古雷暴、冰雹、雷暴大风的总站次变化整体均呈现减少的趋势，高发期主要出现在80年代末到90年代初期，90年代后期至今呈现逐渐减少的趋势。

(5) 内蒙古三种强对流天气活动均呈现单峰的分布形势，主要集中在5—9月。发生雷暴最多的是7月，单站雷暴日约为8 d；发生冰雹最多的是6月，单站冰雹日约为0.3 d；发生雷暴大风最多的是6月，单站雷暴大风日约为0.89 d。

本文主要总结了内蒙古雷暴、冰雹和雷暴大风的气候特征和变化规律，并探讨它们的多发区域有何共同点，今后将针对强对流天气的多发区域进行深入研究。