引用本文
张宏芳, 潘留杰, 侯建忠, 李明娟. 陕西暖季雷暴的主模态及其可能的影响机制. 地球科学进展, 2013, 28(9): 1025-1035
Zhang Hongfang, Pan Liujie, Hou Jianzhong, Li Mingjuan. The Major Mode of the Shaanxi Thunderstorm and Possible Influence Mechanism. Advance in Earth Science, 2013, 28(9): 1025-1035  
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陕西暖季雷暴的主模态及其可能的影响机制
张宏芳1, 潘留杰2, 侯建忠2, 李明娟2
1．陕西省气象服务中心, 陕西 西安 710014
2.陕西省气象台, 陕西 西安 710014

张宏芳（1981-），女，陕西平利人，工程师，主要从事天气预报与研究.E-mail: hongfanglj@sohu.com

基金:公益性行业（气象）科研专项“西北地区复杂地形下雷暴及短时强降水预报预警关键技术研究”（编号：GYHY201306006）资助.
摘要

利用1960—2010年陕西76个台站雷暴、闪电观测数据和NCEP/NCAR再分析资料, 基于EOF、小波等方法分析陕西暖季(5~9月)雷暴的主模态及可能的影响机制。主要结论如下：①近51年陕西雷暴日数总体呈下降趋势, 月际上雷暴日数7月达到峰值, 暖季雷暴日数占全年的70%以上；②雷暴日数空间型主要表现为东西向的反位相振荡（EOF1）与陕北、关中南部负异常及延安地区、陕西南部正异常（EOF2）, 分别解释了总方差的53.1%和13.6%；③Morlet小波分析显示EOF1, EOF2分别存在3~6年和15年左右的年代际变化周期；④EOF1空间模态的时间系数回归显示暖季大陆上气压减弱, 西太平洋副热带高压584线位于30°N附近, 西南暖湿气流向北输送增强, 陕西西部雷暴增多；EOF2时间系数回归表明当北半球极涡偏弱, 蒙古国附近气压偏强, 导致北风分量增强, 有利于EOF2空间型分布；⑤西太平洋副热带高压位置、强度是影响EOF1的重要因子, 同样, 北半球极涡可能对陕西雷暴空间模态EOF2有显著影响。

关键词: 雷暴; 主模态; 西太平洋副热带高压; 极涡
中图分类号:P446 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2013)09-1025-11
The Major Mode of the Shaanxi Thunderstorm and Possible Influence Mechanism
Zhang Hongfang1, Pan Liujie2, Hou Jianzhong2, Li Mingjuan2
1．Shaanxi Meteorological Service Centre, Xi’an 710014, China
2．Shaanxi Meteorological Observatory, Xi’an 710014, China
Abstract

Based on observational data of thunderstorm and lightening of 76 stations in Shaanxi, the National Centers for Environmental Prediction / National Centers for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysis dataset from 1960 to 2010, the major modes of thunderstorm in warm seasons (May to September) of Shaanxi province and mechanism of its possible influence are studied .The results show that:①the thunderstorms show an obvious decreasing trend in the past 51 years, the average thunderstorm days reaching the peak in July, of which 70% occurred in warm season.②There are two dominant modes: EOF1 mode depicting a thunderstorm phase oscillation between the East and the West of Shaanxi province and EOF2 mode describing negative anomaly oscillation between the North and the middle of Shaanxi province and positive anomaly oscillation between Yan’an area and some areas of Southern Shaanxi province. These two modes account for 53.1% and 13.6% of total variance respectively. ③Analysis with Morlet wavelet method indicates that EOF1 mode has an interannual changing cycle of 3 to 6 years and EOF2 has an interdecadal change cycle of about 15 years.④The meteorological field regression of EOF1 time coefficient shows the West Pacific subtropical high 584 line is located near 30°N , the flowing of the southwest warm wet airflow to the north increases and the thunderstorms increase in the west of Shaanxi province; the time coefficient regression of EOF2 shows that the Northern Hemisphere polar vortex is weaker and the pressure over Mongolia area is stronger than usual result in the north wind component’s increasing , which contributes to the formation EOF2. ⑤The important factors influencing Shaanxi thunderstorm spatial mode EOF1 include the location and the strength of Northwest Pacific subtropical high. In the same way, the Northern Hemisphere polar vortex possibly has a close connection with Shaanxi thunderstorm.

Keyword: Thunderstorm; Major modes; West pacific subtropical high; Polar vortex.
1 引言

雷暴是指伴有雷鸣和闪电的强对流性天气系统, 它产生在强烈的对流云中, 常伴有强烈的阵雨或暴雨, 时有冰雹、下击暴流和龙卷风发生[ 1~ 3], 雷暴也是一种严重的灾害性天气, 常常造成重大的人员伤亡和经济损失。正因为如此, 雷暴一直是气象学者的关注重点, 天气学方面, 寿绍文等[ 4]对雷暴发生、发展的条件做了深入的研究, 认为位势不稳定层结、充足的水汽辐合与供应、强烈上升运动、地形抬升、合适的风场垂直切变以及低空急流等都是触发雷暴的重要原因；气候分析方面, 雷暴及其引发的灾害天气[ 5, 6]的统计规律已有许多研究, 陈思蓉等[ 7]利用1951~2005年中国743个站点的雷暴和冰雹观测资料, 统计雷暴和冰雹发生日数并分析变化趋势；蔡新玲等[ 8]利用1961~2002 年陕西78个雷暴观测资料, 对雷暴的气候特征进行了统计分析。

我国是典型的季风变化区, 大气环流的季节变化甚为显著[ 9], 导致各种天气过程的大气环流也受到广泛的关注, 这里面主要包括夏季风异常对我国降水的影响[ 10, 11], 以及冬季风异常带来的寒潮、降温等灾害天气[ 12], 而对造成雷暴的环流形势分析相对少一些。这是因为雷暴形成受地形、气象要素日变化等条件的影响, 存在很大的局地性。然而, 大气环流异常也会造成某些年份雷暴异常多发, 已有的研究表明[ 7], 雷暴日数在年代际存在着显著的周期和突变, 因此, 雷暴的产生在诸如地形、气象要素日变化影响之外, 也可能和大气环流等更为宏观的外强迫场有关。

陕西处于中纬度地区, 秦岭山脉横贯陕西中南部, 是我国南北气候区的分界线, 秦岭以南气候湿润, 以北气候干燥, 具有明显的气候差异, 正因为如此, 陕西雷暴具有独特的空间分布及变化特征。以往对陕西雷暴的研究工作主要分析了雷暴的气候规律, 而对雷暴形成的环流形势、影响机制研究较少。本文主要利用陕西省76个台站雷暴、闪电观测资料、NCAR/NCEP再分析资料, 基于EOF方法研究陕西雷暴的年际变化主模态, 在此基础上分析与两个主模态相联系的大气环流特征, 并讨论了西太平洋副热带高压、北半球极涡对陕西夏季雷暴空间模态的可能影响。

2 资料和方法
2.1资料

使用的资料主要有陕西省76个台站逐月雷暴、闪电观测数据, 时段为1960~2010年。大气环流资料为美国国家环境预报中心和国家大气研究中心（NCEP/NCAR）发布的全球逐月再分析数据。该资料的水平分辨率为2.5°x 2.5°；垂直方向从1000 hPa到10 hPa共17个气压层, 资料时段为1948年1月至今。

2.2 方法

与分析我国降水年际变化的方法类似[ 10], 采用经验正交函数（EOF）分解的方法来得到陕西暖季雷暴变化的主要空间模态及其相应的时间系数, 并用Morlet小波分析的方法[ 13]来考察雷暴的时间变化的特征。文中所考虑的时间段为1960年1月至2011年2月。季节的划分采取3~5月为春季, 6~8月为夏季, 9~11月为秋季, 12月和次年1~2月为冬季, 其约定2010年是指2010/2011年冬季。定义暖季为5~9月。

暖季, 西太平洋副热带高压的进退对我国天气有重要的影响, 考虑西太平洋副热带高压与陕西雷暴的可能关系时, 计算了以下指数[ 14]：

（1）西太平洋副热带高压北界, 在110°~150°E范围内588 dagpm北界的平均纬度值为副高的南北位置。

（2）西太平洋副热带高压面积指数, 500 hPa 位势高度图上, 10°N 以北, 110°～180°E 范围内, 平均位势高度大于588 dagpm网格点数称为副高的面积指数。

（3）西太平洋副热带高压强度指数, 对平均位势高度大于588 dagpm 网格点的位势高度平均值与587 dagpm 之差值进行累计(即588 为1 , 589 为2 , 590 为3 , 其余类推) , 此累计值定义为副高的强度指数。

（4）西太平洋副热带高压西脊点, 取90°~180°范围内588 dagpm 等值线最西位置所在的经度定义为副高的西脊点。

陕西地处河套地区, 暖季蒙古气旋的强度对陕西天气有重要的影响, 而北半球极涡的强弱是制约蒙古气旋强度的重要因素, 因此, 计算了以下北半球极涡面积、强度、中心位置、中心强度指数, 计算方法为[ 15]：在500 hPa月平均等压面上, 取接近于最大西风轴线的等高线为极涡南界, 该南界等高线以北所包围的面积为极涡面积, 将1×105 km²为单位的极涡面积定义为极涡面积指数；将500 hPa月平均等压面与极涡南界特征等高线所在的等高面之间的空气质量定义为极涡强度指数；在500 hPa月平均高度图上, 选取位势高度最低的一个低涡中心的经度位置作为极涡西脊点位置, 将极涡中心附近最小的一个网格点上的高度值定义为极涡中心强度指数。

3 暖季雷暴年际变化的两个主模态
3.1 雷暴总体分布

在分析陕西雷暴年际变化主模态之前, 首先给出近51年暖季雷暴的气候态, 考虑到雷暴可能造成闻雷和闪电两种天气现象, 因此计算的是雷暴与闪电的总体分布。近51年陕西雷暴日数总体呈下降趋势（图1a）, 就76个台站雷暴日数变化的离散度来看, 趋势和平均雷暴日数基本一致；月季变化上, 平均雷暴日数从4月开始逐渐增加, 8月中下旬以后明显下降, 7月份达到峰值, 离散度则呈双峰型, 部分台站峰值出在8月中旬, 与平均雷暴日数变化趋势不完全一致。

1960~2010年雷暴日数的空间分布如图2a所示, 陕北为第一高值中心, 其中陕北北部最大达30天以上；关中平原雷暴日数全省最低, 介于22~26天之间；陕南则为雷暴日数的第二个高值中心, 年平均雷暴日数大于28天。虽然, 关中平原发生雷暴次数较少, 但暖季(5~9月)雷暴日数占全年的百分比却较大（图2b）, 最大达74.8%, 陕南比重则相对偏低, 表明陕南地区冷季仍有相当数量的雷暴发生。从雷暴日数年际变化标准差来看（图2c）, 关中地区雷暴常年偏少, 陕北则不同, 年际变化标准差全省最大, 表明在一些年份雷暴日数偏少, 而在另一些年份雷暴日数异常偏多。

图1 1960—2010年陕西雷暴的年际、季节变化(a)雷暴的年际变化, 折线：76个台站平均, 粗曲线：11年滑动平均；(b)雷暴的月际变化, 折线：76个台站平均。图中阴影表示76个台站雷暴变化的离散度Fig.1 Interannual and seasonal variation of Shaanxi thunderstorm over Shaanxi province for the period 1960 to 2010(a) The interannual variation of thunderstorm, the thin and thick curve indicate mean and 11-years running mean of 76 stations；(b) The seasonal variation of thunderstorm, the thin curve denotes the average thunderstorms of 76 stations. The shaded areas indicate the discrete degree of thunderstorm variation at 76 stations

图2 1960~2010年陕西雷暴的空间分布(a)雷暴和闪电日数的平均态；(b)暖季5~9月雷暴和闪电占全年雷暴的百分比；(c)雷暴日数的年际变化标准差Fig.2 The spatial distribution of Shaanxi thunderstorm from 1960 to 2010(a) The climatology of thunderstorms and lightings ；(b) the percentage of warm seasons thunderstorms and lightings to the annual total thunderstorms；(c) The interannual standard deviation of thunderstorms and lightings .

3.2 暖季雷暴年际变化的两个主模态

对1960~2010年陕西76个台站雷暴做EOF分析, 便得到主要的空间模态及各模态的时空变化特征。图3a, 3b给出了前2个主模态, 解释方差分别为52.7%和12.4%, 按照North等[ 16]的标准, 这2个模态可以同其他模态区分开, 并且是彼此可分的。

陕西暖季雷暴EOF前2个模态的空间分布及其对应的标准化时间序列如图3所示, EOF1正位相表现为陕西西部有一致的显著正异常, 最大值位于商洛地区（33.7°N, 110.6°E）, 这一空间形态与陕西雷暴日数的平均态（图2a）比较相似, 主要反应了陕西雷暴日数东西向的反位相振荡, 从EOF1对应的时间系数来看, 60~70年代主要为正位相, 80年代以后逐渐转为负位相, 雷暴的空间分布在80年代左右发生了显著调整。EOF1对应的时间系数的全小波谱（图4a）显示, EOF1具有明显年际、年代际信号, 局地小波谱（图4b）在60~70年代3~6年周期通过了90%的信度检验, 存在显著的3~6年周期, 在2000年左右则存在显著的2年周期。

第二模态EOF2（图3b）的正位相主要表现为陕北南部、关中及南部的大部分地区负异常, 榆林北部及陕南部分地区正异常。时间系数（图3d）显示, EOF2空间形态的正位相主要位于80年代及90年代中后期, 这一时期陕西大部分地区的雷暴异常偏少。EOF2对应的时间系数的全小波谱（图4c）显示出15年左右年代际信号, 局地小波谱（图4d）15年的振荡周期通过90%的信度检验。此外, 年际上70、80年代存在显著的2年周期。

小波分析表明EOF1具有3~6年的显著周期, EOF2则表现为显著的2年年际变化周期和15年左右的年代际变化周期, 但仍不清楚陕西雷暴是否具有周期性变化, 为此对雷暴发生频数的时间序列做小波分析（图略）, 结果发现2年周期和4~6年周期比较显著, 通过了90%的置信度标准。且雷暴时间系数4~6年周期与EOF1的时间系数对应时段比较吻合, 而2年周期与EOF2时间系数小波分析对应时段比较一致。年代际上, 雷暴的周期性变化相对较弱, 10年左右的年代际变化周期仅通过了85%的信度检验。

3.3 与两个模态相联系的大气环流异常

为了进一步了解影响雷暴空间分布型EOF1、EOF2的环流形势及可能的影响机制, 选取不同层面上具有代表性的气象要素与陕西雷暴EOF空间型的时间序列做回归, 以考察与雷暴年际变化相联系的大气环流的变化特征。

暖季, 大陆上为热低压, 海洋为冷高压, 与第一模态EOF1相联系的海平面气压（图5a）主要表现为大陆上气压异常偏低, 低值中心位于内蒙及以北地区, 500 hPa高度场上（图5b）, 低值中心位于陕西东南部的湖北境内, 850 hPa风场上西南气流异常增强, 引导暖湿空气北上, 与北方南下的气流在陕西西部、北部交汇, 触发雷暴多发, 200 hPa纬向风（图5d）在陕西及周边地区存在负异常中心, 表明西风减弱, 东风增强, 在陕西附近存在东风“回流”, 增强了干冷、暖湿空气交汇, 有利于雷暴产生。

图3 1960~2010年陕西暖季雷暴的年际变化EOF的空间分布型及时间系数（a）EOF1；（b）EOF2；（c）EOF1的标准化时间序列及11a滑动平均；（d）EOF2的标准化时间序列及11a滑动平均Fig.3 The spatial distribution and time coefficient of Shaanxi warm season thunderstorm interannual EOF variation(a) EOF1；（b）EOF2；（c）Normalized time series(bars) and its 11a running mean(curve) of EOF1；(d) Normalized time series(bars) and its 11a running mean(curve)of EOF2

图4 1960~2010年陕西雷暴EOF1和EOF2对应的时间序列的Morlet小波分析（a）和(b)分别为EOF1全小波谱和局地小波功率谱；（c）和（d）分别为EOF2全小波谱和局地小波功率谱；（b）, (d)中闭合等值线表示通过了90%的置信度标准Fig.4 The global wavelet spectra and local wavelet spectra for the principal components (PC) of warm season thunderstorm over Shaanxi province based on Morlet wavelet for the period 1960 to 2010（a）and (b) are global wavelet spectra and local wavelet spectra for PC1； (c) and (d) are the same as (a) and (b), but for PC2 (the closed contour in (b) and (d) shows the reaching 90% of reliability standard

EOF2时间系数的要素场回归如图6所示。大陆上200 hPa高度场异常偏高（图6a）, 中心位于70°E, 58°N附近, 500 hPa位势高度场上也有类似表现（图6b）, 分析发现从低层到高层蒙古国以北的大部分地区为一致的正异常, 极涡异常偏弱；850 hPa风场上（图6c）, 蒙古附近地区为反气旋异常环流, 北风分量偏强, 从而南下的冷空气偏强； 200 hPa、850 hPa纬向风也有类似表现。暖季, 蒙古国以北常常为气旋控制, EOF2时间系数回归表明, 当北半球极涡势力偏弱导致蒙古国以北反气旋环流增强, 北风分量增加, 引导冷空气南下, 有利于陕西雷暴的EOF2空间型分布。

3.4可能的影响机制

3.4.1 地形影响

雷暴日数（图2a）在空间上表现为清楚的高低值中心, 年际变化标准差（图2c）显示一些地区雷暴常年偏多（少）, 这种定常分布与陕西下垫面的空间形态（图略）比较一致。分析发现陕北的雷暴日数第一高值中心, 海拔高度一般在800~1300m, 当南风气流较强（图5c）, 气流从陕南向陕北推进, 分别要经过秦岭山脉、关中平原, 然后到达陕北黄土高原, 是一个爬坡~下坡~再爬坡的过程, 而当北风气流较强时（图6c）, 经过黄土高原主体后, 气流是一个下坡~爬坡~下坡的过程。因此, 下坡气流常年影响关中地区, 形成了雷暴的低值中心, 而黄土高原受北风气流和南风爬坡气流作用, 雷暴日数较其它地区偏多。

图5 1960—2010年陕西暖季雷暴EOF1对应的时间系数对各气象要素场的回归（a）海平面气压场, （b）500 hPa位势高度场, （c）850 hPa风场, （d）200 hPa纬向风场Fig.5 The regression map of warm season thunderstorm on the normalized first principal component (PC1) over Shaanxi province for period 1960 to 2010(a) Sea level pressure, (b) 500 hPa geopotential height, (c) 850 hPa wind, (d) 200hPa zonal wind on the normalized first principal component(PC1)

3.4.2 西太平洋副热带高压及高空急流异常

EOF1对应的时间序列要素场回归（图5）显示, 当EOF1处于正位相时, 850 hPa西南气流异常偏强（图5c）, 西北太平洋副热带高压584特征线压在33°N的湖北附近地区, 可能对陕西雷暴的空间分布有重要影响, 为此计算了西太平洋副热带高压特征指数, 并与EOF1空间模态的时间系数做对比分析。EOF1的时间系数11a滑动平均表明, 80年代以前EOF1处于正位相, 即陕西东部雷暴偏多, 西部雷暴偏少, 1980~2000年EOF1基本处于负位相, 陕西西部雷暴偏多, 东部偏少, 2000年以后则又逐渐调整为正位相, EOF1空间振荡的时间系数与西太平洋副热带高压北界指数（图7b）比较一致, 当西太平洋副热带高压位置偏北, EOF1整体处于正位相, 陕西东部雷暴偏多, 西太平洋副热带高压位置偏南则相反, 计算发现EOF1时间系数与西太平洋副热带高压北界指数的相关达0.52, 有较好的相关性；陕西雷暴总体呈减少趋势（图7a）则与西太平洋副热带高压面积（图7c）、强度(图7d)增加趋势呈反相关, 当西太平洋副热带高压面积、强度偏大时, 陕西雷暴发生相对较少, 强度、面积指数与EOF1的时间相关系数分别为-0.36和-0.34；西太平洋副热带高压西脊点指数（图7e）对EOF1没有单调性趋势影响, 分析发现, 当西太平洋副热带高压西脊点位于110~130°E之间时, EOF1处于正位相, 西脊点西进超过110°E或退到130°E以东, EOF1则整体处于负位相。但西太平洋副热带高压各种指数对陕西雷暴的空间模态EOF1的影响并不是线性的, 与EOF1的时间系数之间的相关也不高。分析认为西太平洋副热带高压北界位于30°N附近、西脊点位于110~130°E之间时, 陕西雷暴空间模态EOF1可能处于正位相, 但这种影响并不单一。

此外, 与EOF1相对应的200 hPa纬向风（图5d）异常十分明显, 陕西位于200 hPa风场负异常的中心位置, 强度达1.0m/s以上。而陕西南部为西风正异常, 中心强度达0.6m/s以上, 表明200 hPa西风急流位置偏南。相对来说, 陕西及临近地区, 西风减弱, 东风增强, 有利于海洋上暖湿空气向陕西输送。与此对应, 在30°N, 120°E的500 hPa风场上也存在一弱的东风异常, 但信号明显低于200 hPa。

图6 1960—2010年陕西暖季雷暴EOF2对应的时间系数对各气象要素场的回归（a）海平面气压场；（b）500 hPa位势高度场；（c）850 hPa风场；（d）200 hPa纬向风场Fig.6 The regression map of warm season thunderstorm on the normalized first principal component (PC2) over Shaanxi province for period 1960 to 2010(a) Sea level pressure；(b) 500 hPa geopotential height； (c) 850 hPa wind； (d) 200hPa zonal wind on the normalized first principal component(PC2)

3.4.3 北半球极涡强度

EOF2时间系数的气象要素回归表现为北半球极涡正异常, 从低层到高层为一致的正变压, 导致北风分量增强, 引导冷空气南下, 从而有利于陕西雷暴触发。为了进一步探索EOF2空间型与北半球极涡的关联, 计算了北半球极涡指数, 并与EOF2时间系数做对比分析。EOF2时间系数的11 a滑动平均显示（图8a）, 70年代末期至80年代中期、90年代末期EOF2处于正位相, 陕南和陕北北部雷暴偏多, 陕北南部、关中雷暴偏少, 其余时段EOF2则基本处

于负位相。极涡脊点指数（图8b）与EOF2时间系数11a滑动平均有较好的一致性, 3年滞

图7 1960~2010年陕西暖季雷暴EOF1时间系数与西太平洋副热带高压特征指数（a）EOF1时间系数；（b）西太平洋副热带高压北界；（c）西太平洋副热带高压面积；（d）西太平洋副热带高压强度；（e）西太平洋副热带高压西脊点；图中曲线为11a滑动平均Fig.7 The time coefficient Shaanxi warm season thunderstorm EOF1 and the West Pacific subtropical high index of warm season thunderstorm over Shaanxi province for period 1960 to 2010(a) The time coefficient of EOF1 and West Pacific subtropical high index：（b）North edge ；(c) Area；(d) Intensity；(e) West ridge point．Thick curve:11-years running mean

后相关系数达到0.79, 特别是在80年代后期, 两者的相关更加显著；极涡强度、极涡中心强度（图8c、8d）对EOF2模态也有显著影响, 当极涡强度和极涡中心强度偏强, 气压偏低时, 陕西雷暴处于EOF2负位相, 而极涡强度或极涡中心强度偏弱, 气压偏高时, EOF2处于正位相；极涡面积指数与强度指数变化趋势基本一致, 但就单个指数来看, 与EOF2时间系数相关性并不高, 可能的原因是EOF2空间型受极涡位置、强度等共同作用, 而非单一影响。

图8 1960—2010年陕西暖季雷暴EOF2时间系数与北半球极涡特征指数（a）EOF2时间系数；（b）极涡位置；（c）极涡强度；（d）极涡中心强度；（e）极涡面积；图中曲线为11a滑动平均Fig.8 The time coefficient of Shaanxi warm season thunderstorm EOF2 and NH’s polar vortex index from 1960 to 2010(a) The time coefficient of EOF2；(b) Polar vortex position；(c) Polar vortex strength； (d) Polar vortex centre strength； (e) Polar vortex area．Thick curve：11-years running mean

4 结论和讨论

基于1960~2010年陕西76个台站雷暴、闪电观测数据, NCEP/NCAR逐月再分析资料, 探讨陕西暖季雷暴气候特征、年际变化主模态以及影响两个主模态的可能机制, 主要结论如下：

（1）近51年陕西雷暴日数总体呈下降趋势, 76个台站雷暴日数趋势和平均雷暴日数基本一致；月季变化上, 雷暴日数从4月开始逐渐增加, 8月中下旬以后明显下降, 7月份达到峰值。

（2）暖季雷暴EOF1表现为陕西西部有一致的正异常, 这一空间形态与陕西雷暴日数的平均态比较相似, Morlet小波分析显示EOF1存在显著的3~6年变化周期；EOF2的正位相主要表现为80年代及90年代中后期陕北南部、关中及南部负异常, 榆林北部及陕南部分地区正异常, 这一时期陕西大部分雷暴异常偏少, EOF2存在15年左右的年代际变化周期。

（3）地形对雷暴的定常空间分布有重要影响。环流场上, 与EOF1相联系的要素场回归主要表现为大陆上气压异常偏低, 低值中心位于内蒙及以北地区, 850 hPa风场上西南气流异常增强, 引导暖湿空气北上, 与北方南下的气流在陕西西部、北部交汇, 触发雷暴多发, 200 hPa纬向风在陕西及周边地区存在负异常中心, 西风减弱, 东风增强, 陕西附近存在东风“回流”, 增强了干冷、暖湿空气交汇, 有利于雷暴产生；EOF2时间系数回归主要表现为大陆上气压场异常升高, 北半球极涡减弱, 气压升高, 有利于陕西雷暴的EOF2空间型分布。

（4）西太平洋副热带高压对陕西雷暴的空间模态EOF1有重要影响, 1960~2010年西太平洋副热带高压的强度、面积总体增强, 陕西雷暴EOF1的时间系数逐年减弱, 但两者的时间系数的相关并不高, 仅达到-0.36, 西太平洋副热带高压北界与EOF1的时间相关系数也仅仅为0.52, 分析认为西太平洋副热带高压位于30°N附近, 陕西雷暴空间模态更倾向于第一模态。同样, 北半球极涡强度、位置对陕西雷暴EOF2空间型有显著影响。

文章利用EOF、小波分析、回归分析等方法探讨了陕西暖季雷暴的主模态, 并阐述了环流系统对这两个主模态的可能影响机制, 得到了一些有意义的结论, 但这些结果仅限于统计关系；其次, 分析表明西太平洋副热带高压、北半球极涡对陕西暖季雷暴空间模态有显著影响, 但空间模态的时间系数和表征环流系统的特征指数的相关性并不高, 因此, 虽然西太平洋副热带高压、北半球极涡是影响陕西雷暴的重要机制, 但并不存在线性关系。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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