1.1资料来源该研究选取新安气象站1979~2008年逐年的年、季平均气温、平均最高气温和平均最低气温以及逐年、季极端最高气温和极端最低气温及逐年无霜期、降水量等资料。
1.2划分标准季节划分采用气象学上的标准:春季是3~5月,夏季是6~8月,秋季是9~11月,冬季是12月和次年1~2月;高温天数指气温≥35℃的天数,低温指天数气温≤-5℃的天数;无霜期指从春季的无霜日到秋季的初霜日为无霜期。
1.3研究方法研究主要采用回归分析、趋势线分析等方法。通过引入气候倾向率和气候趋势系数来研究各要素的气候倾向趋势和变化幅度,并采用相关系数统计检验方法,检验气候趋势系数是否显著。
2气候变化特点
2.1气温变化特征
2.1.1平均气温年际变化特点。新安1979~2008年30年平均气温年际变化如所示。新安历年平均气温是14.3℃。从中可以看到,20世纪80年代初期平均气温最低,从80年代中期开始平均气温在平均值以上的次数越来越多,相对峰值和相对谷值都呈明显升高趋势;从90年代开始,波动较大,升温剧烈。新安近30年来,气温呈显著上升趋势,拟合方程为y=0.046x+13.54,升温倾向率达0.46℃/10a,相关系数为0.71,高于中国50年的0.22℃/10a平均水平。
2.1.2气温的季节变化特点。新安1979~2008年各季平均气温年际变化如所示。新安春季的平均气温是14.8℃,从中可以看出,新安春季增温比其他各季的增温都剧烈,波动也比较大,线性增温倾向率0.92℃/10a,相关系数为0.73,在四季中增幅最大。从90年代初期开始,气温上升速率加快,一直保持在较高水平,特别是从2000年以来,春季气温平均值基本都在15℃以上。新安冬季气温升高明显(),线性增温倾向率达0.36℃/10a。新安冬季的平均温度是1.9℃,从80年代开始到90年代末,冬季气温在波动中上升,波动较小,80年代的平均温度基本都在2℃以下,1984年出现了30年来冬季的最低值;90年代的平均温度基本都在2℃以上,从90年代开始,增温速率加快,冬温显著升高,暖冬现象严重;进入2000年后,冬季的气温波幅远远大于其他时期,气温忽高忽低,说明新安在冬季气温不断升高的同时,出现暖冬与冷冬的概率也在不断加大。新安秋季气温波动较大(),虽然有升有降,但总体在波动中上升,增温倾向率为0.36℃/10a,气候趋势系数为0.39,与冬季线性增温倾向率相同;平均气温是14.3℃,与全年平均气温相同。由可以看出,从20世纪90年代初期开始,新安的秋季平均气温基本都在14℃以上,呈稳定上升趋势。新安夏季气温波动较大(),平均气温是25.9℃。总体来看,虽然新安夏季气温呈上升趋势,线性增温倾向率为0.18℃/10a,但气温随年度变化的相关性还不强,尤其是从1997年开始,新安的夏季平均气温在波动中有下降趋势。
2.1.3极端最高(最低)气温年际变化特点。新安1979~2008年极端最低气温变化如所示。新安极端最低气温多出现在1月和12月,极端最低气温气候平均值是-10.9℃,其年际差异十分显著,2007年最高值-4.7℃比1990年最低值-14.7℃高10℃。极端最低气温变暖趋势十分明显(),增温剧烈,30年来极端最低气温除1990年的特殊年份外,总体呈明显的波动上升趋势,其线性拟合气候增暖倾向率为每10年1.06℃,气候趋势系数为0.5。新安极端最高气温多出现在6~8月份,极端最高气温平均值是39.4℃。新安1979~2008年极端最高气温年际变化中(),有升温趋势,线性升温倾向率0.26℃/10a。极端最高气温差异十分显著,1993年最低值36.6℃比2005年最高值41.7℃低5.1℃。与极端最低气温变暖趋势相比,极端最高气温趋势波动较大,有明显的周期性变化规律,气温升高与降低的周期一般为4年。
2.1.4高(低)温天数年际变化特点。新安平均高温天数是15.4d,在高温天数年际变化序列中,其年际差异十分显著,波动较大,1997年出现高温43d比1983年出现高温2d相差41d。新安1979~2008年近30年最高气温天数年际变化如所示。从中可以看出,新安高温天数峰值升高趋势比谷值升高趋势明显,高温天数的增加也十分明显,高温天数线性上升倾向率为2.29d/10a,气候趋势系数为0.27。新安平均低温天数是19.3d,在低温天数年际变化序列中,其年际差异十分显著,波动较大,1976年出现低温40d比2001年出现低温5d相差35d。新安1979~2008年近30a最低气温天数年际变化如所示,可以看出新安低温天数的减少十分明显,低温天数线性下降倾向率为5.11d/10a,气候趋势系数为0.52。
2.2无霜期年际变化特点新安平均无霜期是220d,在无霜期年际变化序列中,其年际波动不一(),在1979年到1982年间,无霜期波动较大,最大值在2006年的271d与最小值在1976年的195d的差值为76d。从1979年开始到1988年间,无霜期上升趋势比较稳定,是第一个高峰期;从1991年到2002年处于较低的缓慢地上升期;从2004年开始无霜期上升迅速,振幅增大。从无霜期年际变化的总体角度看呈明显性上升,上升倾向率为10.86d/10a,气候倾向率为0.55。
2.3降水变化特征
2.3.1降水的年际变化特征。新安1979~2008年降水量的变化序列如图8所示,新安年平均降水量为646.3mm,降水量总体趋势是在波动中明显减少,降水递减倾向率为3.97mm/10a,干旱化趋势在不知不觉中发生。同时还明显看出,气候变暖后,年降水量振幅的相对变率比气候变暖前有明显的增加,表明随着气候的变暖新安年降水量变率增大,出现大旱大涝的可能性增加。就年代变化而言:80年代为丰水期,降水量比较稳定,高于平均值34mm,90年代波动中急剧减少,低于平均值44mm,为严重干旱期;2000~2008降水量比90年代有所增加,如果不考虑2003年的峰值,仍低于90年代的平均水平,其中,2003年的降水量是30年来最高,为严重洪涝年,使得10年平均值增大,其他年度降水量仍相对较少,干旱威胁依然存在。
2.3.2降水的季节变化特征。新安1979~2008年近30a来各季降水情况如图9所示。新安平均春季降水量为126.8mm。从图9中可知,新安春季降水在波动中呈减少趋势,递减率为6.87mm/10a,但降水量与年际变化相关性不强,而降水波动性规律较明显,春季最大降水量在整体变化趋势中呈7~8年的周期性,最小降水量在整体变化趋势中呈5~6年的周期性。春旱现象越来越严重。新安年降水主要集中在夏季,夏季平均降水量为322mm,占全年总降水量的50%,对全年降水影响最大。由图9可以看到:新安夏季降水同春季降水一样呈减少趋势,递增率为3.78mm/10a。虽然夏季降水量与年际变化相关性不强,但夏季最大降水量波动规律性最强,在整体变化趋势中呈6~7年的周期性变化,最小降水量波动规律也相对较明显,在整体变化趋势中相对呈5~6年的周期性变化。新安平均秋季降水量为167.4mm。由图9可知,新安秋季降水略有增加趋势,其降水量与年际变化相关性不强,降水波动规律也不明显,波幅较大,突变性较强。从2003年以来秋季降水量减少明显。新安平均冬季降水量为34.2mm。由图9可知,新安冬季降水略有增加,递增率为3.23mm/10a。由于冬季降水总量较少,故对全年降水变化趋势影响不大。
3气候变暖对农业及生态环境的影响
3.1气候变暖对农业气候资源的影响气候是进行农业生产的自然环境中最基本最重要的条件之一。气候年复一年,周而复始地为农业生产提供着光、热、水、空气等能量和物质资源。因此,从农业的观点看,气候是一种重要的农业自然资源。大气中CO2等温室气体含量增多,引起“温室”效应,使气候变暖。以气候变暖为主导的气候变化必将对作物生长发育和产量形成产生明显的影响[1]。因为CO2是植物进行光合作用制造有机物质所必不可少的原料,是太阳能量的转化和储存以及地球生物圈赖以生存和平衡的基础。一般说来,在其他条件不变时,其含量增加将有利于植物的生长发育,但温度升高、有效水分减少会抑制作物对CO2的吸收,进而减弱光合同化过程的强度。气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率发生变化。对气候变化敏感的传染性疾病的传播范围可能增加;与高温热浪天气有关的疾病和死亡率增加。研究表明,年平均气温升高1℃将引起农田蒸散量增加10%,地表流经量将减少62.9%,水资源总量将减少40%,土壤含水量减少10%,气温升高0.5℃耗水每公顷将增加30~75m3,加剧干旱的影响[2-6]。
3.2气候变暖对农业气象灾害的影响随着气温的升高,不定因素增多,气候变率加大、振幅增高,时空分布不均,气象自然灾害有明显的加剧趋势。主要表现在以下5个方面:①从新安的降水量来看,总体趋势是在波动中明显减少,降水递减倾向率为3.97mm/10a,再加上气温升高导致蒸发力加大,造成作物水分亏缺,产生严重干旱;②降水变率加大、振幅增高,在干旱发生频繁的同时会导致暴雨、冰雹、大风等气象自然灾害的加剧,甚至出现严重洪涝;③从各季气温变化振幅来看,冬季的振幅最大,正负差值达到4.2℃,说明在冬季气温不断升高的同时,温度的不稳定程度有所增加,出现暖冬与冷冬的概率也在不断加大,冬季的寒潮和雪灾也会时有发生,低温冷害和霜冻会给农业造成损失。④从增温速度和波动情况来看,春季增温比其他各季的增温都剧烈,波动也比较大,说明新安春季的倒春寒发生概率也很大,对农业影响更大。由于果树因气候变暖开花期提前,处在开花、授粉期桃树、梨树、核桃、苹果等抗冻能力下降,倒春寒不仅影响传粉授精,更严重会导致果树花朵冻枯脱落,产量下降。⑤从高温天数和最高气温变化情况来看,新安极端最高气温以每10年0.26℃的速度上升,高温天数以每10年2.29d的速度增加,说明新安炎热时间不断延长,干热风、热浪和酷暑的影响不断加大。由于作物生长对适宜温度、能够忍受的高温和低温都有一定的要求,超过上限的高温会使作物遭受高温胁迫危害,生长发育受到抑制,产量大大降低,如果高温和干旱结合,就会导致植株大量失水,迅速枯死。夏季是苹果、核桃、柿子幼果膨大期,超过35℃以上的高温会严重抑制果实的生长发育,气温高达38℃以上就会对果实产生日灼伤害,使果实停止生长、枯死、脱落。
3.3气候变暖对粮食作物的影响气候变暖尤其是随之而来的异常高温会给粮食作物带来以下影响:①会对作物生长产生不利的热害,胁迫作物来不及灌浆甚至中断或终止正常的生长发育进程而提前成熟;②温度升高加速土壤中肥料的分解和流失,蒸散率增加抵消了原本不多的降水量,从而使作物生长的水分胁迫加重;③较高的温度加快了作物的生育进程,缩短生育期,使之来不及累积光合同化产物、充盈籽粒而提前成熟,导致籽粒不饱满或瘪粒而减产。玉米、高粱和谷子是耗水量较小的喜温作物,适应性强,气温升高对玉米、高粱和谷子产量影响不大[7];大豆是喜凉作物,气温超过25℃,就会抑制其生长,致使减产;小麦是喜冷作物,由于冬季变暖、寒冷期缩短,会使其停止生长的越冬期缩短。王石立等的计算揭示了气温升高时因蒸发变大而导致小麦水分亏缺情况,表明小麦全生育期内农田蒸散量将大于当前气候8%~12%,以小麦拔节、抽穗阶段更为突出,由于小麦全生育期水分亏缺加剧引起的小麦减产值将比当前气候下大8%~20%,灌溉将增加25%~33%,有灌溉条件的地区,小麦可能增产,但灌溉增加使生产成本提高,而在没有灌溉条件的地区,水分胁迫加剧则将导致减产。
3.4气候变暖对作物病虫害的影响害虫是变温动物,其体温随环境温度的变化而变化。环境温度高,其生理代谢旺盛,生长发育快;环境温度低,其生理代谢弱,生长发育就慢。气候变暖,特别是冬季温度升高,将有利于害虫和病原体安全越冬,使来年春夏的虫病源基数增大,引发危害面积扩大,危害程度加重;春秋季温度升高,将延长害虫和病菌的可生育时期,有利于病虫害春季早发,冬季休眠推迟,危害期延长;而积温增加,可使1年中病虫繁育的世代增多,致使农作物受害概率增大;空气中CO2浓度增大,植株中含碳量增高,含氮量下降,致使害虫的采食量增大,导致对农作物的危害加重。
3.5气候变暖对自然植被的影响地球表面的植被类型及其分布基本上取决于年降水、年生物温度与湿度3个要素。未来各类自然植被将发生明显北移,南方的热带季风雨林将逐渐引进,相当多的树木面临不适宜的新的气候条件可能变得更为脆弱,尤其是寒温带针叶林将向北移入,部分树种甚至面临濒危状态。气候变暖,降水不能保持与温度的同步增加,导致植被光合作用所需水分供应不足,相当多的树种面临不适应新的气候条件,会变得更加脆弱、更易遭到病虫害侵袭。根据李英年对1987年以来黄河源区土壤湿度的监测结果分析,黄河源区下垫面蒸散量的加大使土壤向干暖化发展。这种气候因素的影响,导致近十几年来植被地上净初级生产力按9.506g/(m2•a)的倾向率下降[8]。
4对策与建议
气候变暖将导致地球气候系统的深刻变化,使人类与生态环境业已建立起来的相互适应关系受到显著影响和扰动。气候变暖将导致地表流经、旱涝灾害频率发生变化,特别是水资源供需矛盾更加突出;气候变化将使我国未来农业生产的不稳定性增加,产量波动大;气候变化将影响人类居住环境,最直接的威胁是洪涝、山体滑坡和与高温热浪天气有关的疾病和死亡率增加等。因此研究气候变化的影响,探讨增强新安农业应变能力的对策措施,为新安农业今后的发展方向和结构布局的调整提供一些科学依据和可供选择的对策方案。
(1)调整农业结构和布局,发展特色农业、旱作农业和生态农业。引进农业新技术、新品种,改变传统的耕作方式,大力发展经济作物经济林果业。
(2)水资源在减少,水需求在增加,水危机在加深。面对此环境,必须合理开发利用水资源,推广集雨技术和节水灌溉技术,推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术;加大人工影响天气力度,把开发空中水资源作为解决新安缺水问题的一条主要途径。
的工程特点采用全寿命周期成本分析方法对三种备选方案进行了比较，从中选择出最具经济
优势的方案。结果表明风冷热泵搭配离心式冷水机组的方案更适用于本工程。整个寿命周期
的成本中运行费用占有更大的比例，但并不是运行费用最低即为最优。因为资金具有的时间
价值及设备寿命的有限性，最终的评判结论必须依据具体的全寿命周期成本分析结果得出。
关键词：铁路车站；冷热源方案；全寿命周期成本；时间价值
中图分类号：F530文献标识码：A
1.引言
在铁路车站的暖通空调系统中，空调末端的设置通常会根据建筑空间的特点进行配置。
对于固定的站型而言，空调末端型式通常也比较固定。从一定意义上来说，车站暖通系统中
的冷热源配置合理与否，可以直接影响整个空调系统的使用效果及运行的经济性。随着全寿
命周期成本LCC(LifeCycleCost)的概念引入到暖通空调系统的设计阶段,暖通空调系统的
优劣评价不再仅考虑一次投资、时间及精力，而是综合考虑系统全寿命周期内的全部花费[1]。
LCC概念的引入也为铁路车站冷热源的评价提供了参考，同时为设计阶段冷热源方案的选择
提供了依据。广义上的寿命周期成本不仅包含了从产品从研究开发、设计、建设、使用直到
报废整个寿命周期内产生的经济成本，同时也包括了环境成本和社会成本。由于环境成本及
社会成本难以量化，本文主要讨论经济成本部分。
2.工程概况
2.1建筑概况
杭州南站位于杭州市萧山区，是大型的铁路客运枢纽，其站房共三层，其中地下一层，
地上二层。车站为高架站，东西侧式站房采用对称布局，中间车场共7个站台。车站总建
筑面积49800m2。
2.2空调系统冷热源概况
本工程空调区域面积44260m2，计算夏季空调冷负荷9577KW，冬季热负荷
5960.5KW。本建筑特点是东西向较长252m，南北向较短120m，东西分别设子站房，
综合考虑机房的空间及方便布置，缩小输送距离，节省运行费用，减少水力失衡，方便调节
的要求，本设计东西子站房分别设置独立的制冷换热机房，机房位于地下一层，分别负责部
分高架站房及东西子站房的冷热源需求。
根据本工程能源现状与工程实际情况，确定以下三个方案为待选方案：
1)方案一：风冷热泵+离心式冷水机组辅助制冷。
该方案冬季采用风冷热泵提供采暖热水。杭州市室外空调计算温度-2.4℃，风冷热泵
制热修正系数为80%。夏季冷源配置采用风冷热泵与电动压缩离心式冷水机组联合制备空
调冷水，离心压缩式冷水机组具有制冷效率高、运转平稳、噪声低、单机冷量大等特点。该
方案中风冷热泵系统供热型式简单，不受市政配套条件影响，初投资较省。比较适合我国长
江流域以南的冬季热负荷较小，夏季冷负荷较大的地区。缺点是风冷热泵机组受机组原理限
制，运行效率低于水冷机组，所以夏季空调制冷时应采用控制手段优先使用水冷机组供冷。
2)方案二：地源热泵+离心式冷水机组辅助制冷。
该方案冬季采用地源热泵供热，夏季采用地源热泵和离心式冷水机组联合供冷。离心式
冷水机组设计同方案一。地源热泵系统以地下岩土体为低位热源，制冷效率，制热效率高于
风冷热泵、电锅炉等其他能源方式，不直接使用地下水源，对地下水无影响。经过近十年左
右的发展，地源热泵技术从理论到实践上都已经有了一定的基础，只要能有足够的打井埋管
面积，地源热泵系统也是一种理想的冷热源方式。
3)方案三：燃气锅炉供热+离心式冷水机组制冷。
本方案冬季采用新建燃气锅炉房，制备空调热水。设计空调热水供回水温度60/50℃。
夏季采用离心式冷水机组制备空调冷水。同上述方案。此方案冬夏季冷热源配置型式明确也
比较常规。冬季供热稳定，不受外界环境因素影响。缺点是冬季使用燃气燃烧产热能源利用
效率较低。冬夏季设备不共用，初投资大。另外考虑到安全因素，锅炉房需在站房外单独考
虑。站房附近设置时，考虑与建筑的协调美观因素要求，锅炉房烟囱装修处理难度较大。
忽略各方案共同部分，以制冷机房分集水器为界，对各冷热源方案分别进行设计计算，
得到负荷分配及能源消耗情况如表1。
表1各方案负荷分配及能源消耗汇总表
方
案
系统
名称
项目负荷分配kw
用电功率kw合计用电量kw室外侧用水量t/h
主机
室内侧
水泵
室外侧
水泵
冷却塔夏季工况冬季工况夏季冬季
一
风冷
热泵
冷负荷4728.01500.0152.7--
2970.31642.0
--
热负荷5069.51489.3152.7----
水冷
机组
冷负荷4849.01031.7129.9126.030.015.2-
二
地源
热泵
冷负荷5906.81158.2158.2151.4-
2472.31140.6
2.8-
热负荷5069.5831.1158.2151.4--2.8
水冷
机组
冷负荷3670.2780.998.395.430.011.5-
三
锅炉热负荷5069.541.0112.0--
2453.7153.0
-4.7
水冷
机组
冷负荷9577.01877.8256.5245.474.029.6-
3.系统冷热源全寿命周期经济成本分析
3.1系统冷热源LCC经济成本计算
3.1.1冷热源系统LCC的主要构成
冷热源系统主要由三部分组成，即
LCC=IC+OC+DC
(3.1)
式中
IC――初投资成本（InvestmentCosts）
OC――运行成本（OperationCosts）
DC――报废成本（DiscardCosts）
其中初投资成本包括建造成本、工程建设其他费用及其他变动建设成本。其中主要的投
资部分为冷热源系统的购置费及安装费。运行成本包括能耗成本、维修养护费用、人工费及
其他不可预见费用等。废弃费用包括租税费用、拆除费、处置费等。对于暖通空调系统这类
常规的机械设备等，常考虑废弃费用与残值相互抵消。
3.1.2LCC经济成本的计算模型
对于运行费用这类阶段性成本，为体现资本的时间价值，使用社会折现率将冷热源系统
运行阶段的成本折现到基期。考虑到社会资本收益率与社会时间偏好之间的折中，社会折现
率取8%[2]。
假设每年的运行费用相同，即忽略能源价格及人工费等上涨因素，结合式3.1建立冷
热源系统LCC计算数学模型为[3]：
(3.2)
式中
LCC――寿命周期成本，万元；
IC――初投资费用，万元；
OC――运行成本，万元；
DC――报废成本，万元；与残值抵消即DC=0；
n――经济寿命周期，a；n取14[2]。
经调查，现阶段工程建设地点所处杭州市萧山区的能源价格为天然气4元/m3，电度电
价为0.946元，自来水3.8元/m3。各系统安装费均取设备费用的30%，运行费中的人工
费和维修保养费等在年运行费用中的比重较小，取年能耗费用的5%。则经统计计算，各方
案初投资及运行费情况见表2。
表2各冷热源方案初投资及运行费汇总表
方案一二三
初投资（万元）1837.73836.42789.2
运行费（万元）
夏季499.8417.2424.6
冬季105.273.8178.3
全年605.0491.0602.9
将表2中各方案OC及DC值代入式3.2得到各方案在系统全寿命周期内的花费及系
统折旧年限内各阶段的LCC值。
表3各冷热源方案的全寿命周期成本
方案一二三
LCC（万元）6825.57884.27759.7
图1使用年限内各方案LCC趋势图
4.结论
(1)由以上分析结果可以看出，对于本工程而言三种备选冷热源方案中方案一在各阶段
的LCC值均低于另两种方案。最终各方案的经济性排序为方案一、方案三、方案二。从经济
性角度考虑本工程应选择风冷热泵加离心式制冷机组方案。
(2)整个系统寿命周期内，各方案LCC值逐年递增。最终系统的LCC值将会数倍于初
投资。可见方案决策过程中，仅考虑初投资的经济性是片面的。
(3)方案二对于其他两个方案而言运行费用具有相当大的优势，但由于其初投资较其他
两方案为最高。且考虑资金的时间价值后运行费用的节省会大打折扣。所以最终方案二经济
性仍为最差。
(4)对于方案二及方案三而言，方案三初投资的经济性优势并非特别明显，而运行费用
较方案二增长较多。虽然按国家规定的最小折旧年限内，方案三仍优于方案二。但实际工程
中采用高质量的系统配置，系统寿命得以延长时，方案二仍具有一定的竞争力。
参考文献
[1]石建中，刘堂文.暖通空调设计的LCC概念[J].工业安全与环保，2002(7):27-28.
关键词：地源热泵竖直埋管综合传热系数
1概述
地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。因此，目前在国内空调行业引起了人们广泛的关注，希望尽快应用这项新技术。现在尚未见到有关地源热泵技术设计手册供设计人员使用，但又不能等待设计手册出版后才使用地源热泵技术。笔者从实践角度对中小型地源热泵空调工程设计程序进行深讨，供同行讨论。
地源热泵技术的关键是地下换热器的设计。本文将着重探讨有关地下换热器的问题。
2地源热泵地下换热器的形式
众所周知，热泵机组的热源有空气源、水源、土壤源等。
土壤源热泵空调也叫地源热泵空调，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。
土壤源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。
3竖直埋管换热器型式
最常用的竖直埋管换热器就是由垂直埋入地下的U型管连接组成。
3.1竖直埋管深度
竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定，如20m、30m……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。例如天津地区地表土壤层很厚，钻孔费用相对便宜，宜采用较深的竖直埋管，因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。
3.2竖直埋管材料
埋管材料最好采用塑料管，因与金属管相比，塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管（PE管），铝塑管等。竖直埋管的管径也可有不同选择，如DN20、DN25、DN32等。
3.3竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的U型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。
根据地质结构不同，钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300，天津地区地表土壤层很厚，为了钻孔、下管方便多采用Ф300孔径。
回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
4竖直埋管换热器中循环水温度的设定
竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时，由于蓄热地温提高，机组运行时水温不断上升，停机时水温又有所下降，当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反，由于取热地温下降，当建筑物失热最多时，换热器中水温达到最低点。
设计时，首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度，因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低，对热泵压缩机制冷工况有利，机组耗能少，但埋管换热器换热面积要加大，即钻孔数要增加，埋管长度要加长。反之温度设定较高，钻孔数和埋管长度均可减少，可节省投资，但热泵机组的制冷系数cop值下降，能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。笔者认为埋管水温应如下设定：
4.1热泵机组夏季向末端系统供冷水，设计供回水温度为7—12℃，与普通冷水机组相同。地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃，与冷却塔进水温度相同。
4.2热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同，在满足供热条件下，应尽量减低供热水温度，这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值，并降低能耗。
我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力，而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷，所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时，可根据冬季热负荷实际情况，让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度，此温度要小于常规空调60℃的供水温度（大约供水为40℃左右）。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7～10℃。
地埋管中循环水冬季进水温度，以水不冻结并留安全余地为好，可取3—4℃。当然为了使地埋管换热器获得更多热量，可加大循环水与大地间温差传热，然而大地的温度是不变的，因此只有将循环水温降至0℃以下，为此循环水必须使用防冻液，如乙二醇溶液或食盐水。但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。在严寒地区不得不这样做，而在华北地区的工程中用水就可满足要求，不一定要加防冻液。
5换热面积与综合传热系数
5.1换热面积
一般换热器换热面积计算公式为：
……………………⑴
式中：
Q—换热器换热量w；
K—传热系数w/m·℃；
ΔT—对数温差℃。
5.2综合传热系数
地埋管换热器用以上公式计算很不方便，因为很难确定其换热面积。
竖直埋管换热器可以假设为“线热源”模型。引入综合传热系数进行计算，则较为简单、方便。
这里，将以某一流经地埋管换热器内的流体介质与大地初始温度每相差1℃，通过单位长度换热管，单位时间所传递的热量定义为综合传热系数K。
……………………⑵
式中：
K—综合传热系数w/m℃；
Q—换热器单位时间换热量，Q=Cm(t进-t出)W；
L—换热管有效长度m；
TP—流体介质平均温度，℃；
T进—U型管换热器进水温度℃；
T出—U型管换热器出水温度℃；
C—水比热4.180KJ/Kg·k；
m—水的质量流量kg/s；
Td—地温℃。
地温是恒定值，可通过测井实测。有关资料介绍某地地下约100米的地温是当地年平均气温加4℃左右。天津市年平均气温是12.2℃，实测天津市地下约100米的地温约为16℃，基本符合以上规律。
影响竖直埋管综合传热系数的因素有：地理位置、地质构造、埋管深度、埋管材料及管径、钻孔直径及回填材料、管中水的流速、热泵运行方式（连续运转还是间断运转）。
综合传热系数k可通过测井测得。由公式⑵可以看出，做一个地面钻孔与预计工程应用完全相同的U型竖直埋管，人为制作冷、热源，通入冷、热水，测出各个参数带入公式⑵即可计算出综合传热系数。
测井也可测出U型竖埋管出水温度T出。
综合传热系数K在系统运行初期波动值较大，系统运行一段时间后其值趋于一稳定值。我们通过实测K值波动在一个较小的范围内，在目前数据资料较少情况下可取波动平均值作为计算数据误差不会太大。
6竖直埋管地源热泵空调的设计
6.1确定设计参数与热泵机组
6.1.1计算建筑物空调夏季冷负荷及冬季热负荷。
6.1.2确定夏季冷水的供回水温度及地埋管进出水温度，进而确定机组中工质的夏季蒸发温度及冷凝温
度。
6.1.3计算冬季风机盘管的供水温度，取回水温度比供水温度低7～12℃。设定地埋管进水温度，根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度，进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。
6.1.4由建筑物空调夏季冷负荷、机组蒸发温度和冷凝温度,以及冬季热负荷和冬季机组蒸发温度和冷凝
温度，就可以进行热泵机组的选型设计，或将参数提供给生产厂家，由厂家制造热泵机组。
6.1.5确定热泵机组型式（活塞机、螺杆机、蜗旋压缩机等），查出或计算出
该机组在夏季埋管水温最高时和冬季埋管水温最低时工况下的COP值。
6.2计算夏季总放热量和冬季总吸热量
6.2.1夏季竖直埋管换热器总放热量等于建筑总冷负荷加上埋管最高水温时机组消耗功率（机组消耗功率等于夏季冷负荷除以埋管最高水温时的COP值）。
6.2.2冬季竖直埋管换热器总吸热量等于建筑物总热负荷减去埋管最低水温
时机组所消耗的功率（机组消耗功率等于冬季热负荷除以埋管最低水温时COP值）。
6.3计算竖直埋管总长度
6.3.1夏季竖直埋管总长度计算
①夏季换热温差DTx8C
DTx=Tx-Td……………………⑶
式中：
Txü夏季竖直埋管内最高设计平均水温8C；
Tdü地温8C。
②夏季每米竖直埋管散热量qxW/m
qx=Kx·DTx……………………⑷
式中：
Kxü夏季综合传热系数W/m8C。
③夏季竖直埋管换热器埋管总长度Lxm
……………………⑸
式中：
Q夏—建筑物夏季总冷负荷W；
A—安全系数，取1.1-1.2。
6.3.2冬季竖直埋管总长度计算
①冬季换热温差DTD8C
DTD=Td-TD……………………⑹
式中:
TDü冬季竖直埋管内最低设计平均水温8C。
②冬季每米竖直埋管散热量qDW/m
qD=KD·DTD……………………⑺
式中：
KDü冬季综合传热系数W/m8C。
③冬季竖直埋管换热器埋管总长度LDm
……………………⑻
式中：
Q冬—建筑物冬季总热负荷W；
A—安全系数取1.1-1.2。
6.3.3确定竖直埋管换热器埋管总长度
以上计算取LX、LD二者中较大数值为本工程埋管总长度Lm。
6.4计算竖直埋管数量并确定布置形式
6.4.1竖直埋管数量计算
……………………⑼
式中:
n—U型竖直埋管个数；
H—竖直埋管设计有效深度m；
L—埋管总长度m。
6.4.2竖直埋管布置形式
结合工程场地可一字型布置、L型布置或矩阵型布置均可，根据测试结果分析,U型竖直埋管间距以5—6m为宜。
6.5确定竖直埋管水流速度与水泵选型
6.5.1确定水流速
试验显示，竖直埋管中如提高水流速度则换热量可适当增加，但增加量不与流速提高量成比例。竖直埋管中水流应为紊流状态，流速太快会增加循环水泵能量消耗，流速取1m/s左右为宜。
6.5.2确定水泵型号
流速确定后计算循环水流量及压力损失即可选择循环水泵的型号。
7结论
7.1地源热泵空调是节能、环保、对地下水无污染，并不影响地面沉降的好形式。特别是竖直埋管地源热泵更具有诸多优点，应予推广。
7.2采用土壤钻孔的综合传热系数法，可简化地源热泵的传热计算。
7.3竖直埋管地源热泵空调的设计步骤，为设计人员提供了一种设计方法，有利于提高设计速度，并减少设计失误。
参考文献
1、曾淼等，地源热泵地下U型管换热器实验研究，全国暖通空调制冷1998年学术年会《论文集》，P371；
关键词：降雨特征；变化趋势；暴雨；径流；渭河
中图分类号：P426文献标识码：A文章编号：1672-1683（2017）02-0029-08
受全球气候变化影响，极端强降水事件频发，城市化进程的加快，进一步加剧了降水时空分布不均和局部强降水事件的发生。如何对降水和径流等气象水文要素变化特征进行科学识别，并对其变化成因进行分析对于区域水资源管理具有重要意义。国内外诸多学者对不同尺度降水特征进行研究并取得许多有益的成果。姚惠明利用动态泰森多边形模型计算并分析1951年-2006年中国降水演变趋势，从全国尺度和区域尺度研究降水量时空间分布，并对不同时段降水量震荡周期、演变与突变趋势进行分析。冯强等研究了我国降雨的时空分布特征以及与降水相关的暴雨洪涝灾害变化特征。张建云等研究发现北方地区近几年降水量有所增加，然而仍低于多年平均值。王小玲等基于506个测站逐日降水资料分析我国8个区域年降水量、平均降水强度和年降水频率的变化趋势，研究发现：年降水量、平均降水强度和年降水频率存在显著的区域变化特征。姜仁贵等采用线性和非线性小波分析对Alberta省降水特征进行分析，并对降水时空分布成因进行剖析。张皓，束美珍等分析了华北地区、海河流域降水量时空变化特征，发现年均降水量呈由东南向西北逐渐减少的趋势。多位学者从应对气候变化、灾害风险管理等角度分析流域降水的变化趋势。
渭河是黄河最大支流，是陕西人民的母亲河、生命河，渭河流域水文要素变化受到国内学者广泛关注。新世纪以来，渭河发生了“03.8”、“05.10”、“11.9”等洪水，造成巨大损失。2010年，陕西省委、省政府站在全省经济社会发展战略高度，提出了全线整治渭河的科学决策。根据《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》，计划用五年时间通过加宽堤防、疏浚河道、整治河滩、水量调度、绿化治污、开发利用，实现渭河“洪畅、堤固、水清、岸绿、景美”的目标。本文以陕西渭河流域12个雨量站和渭河下游华县水文站为研究对象，采用趋势分析、突变检测等方法，分析渭河降水变化特征，并探讨径流变化与影响因素之间联系，分析变化成因，以期为合理开发利用渭河流域水资源，促进流域经济社会可持续发展提供参考。
1资料及方法
1.1研究区概况
渭河全长818km，流域总面积1348万km2，位于34°-38°N和104°-110°E之间。流域发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，由西向东横贯甘肃东部，在陕西省宝鸡县凤阁岭乡附近进入陕西境内。研究区概况及文中所采用的雨量站、水文站见图1。
1.2数据来源
采用1961-2013年共53年陕西渭河流域12个典型气象站点逐日降水资料进行分析，站点名称如图1所示。数据来源于中国气象科学数据共享服务网。对于少部分缺测数据，采用邻近站点进行插补。选取渭河下游干流控制站华县站，分析径流变化趋势。径流数据来源于陕西省水文年鉴，径流时间序列截至2010年。
四季时段按气象部门的标准划分，即春季3月-5月，夏季6月-8月，秋季9月-11月，冬季12月-次年2月。采用固定临界值进行不同量级降水日数的划分。按照我国雨量等级划分标准，定义：小雨（0～9.9mm/d）、中雨（10～24.9mm/d）、大雨（25～49.9mm/d）、暴雨（≥50mm/d）；定义：日降水量≥50mm为一个暴雨日，暴雨量/暴雨日数为暴雨强度，年暴雨量占年总降水量百分比为暴雨贡献率。
1.3分析方法
借鉴当前国内外主要水气象变化趋势分析方法，结合渭河流域降雨和径流时序特点，本文采用滑动平均法、累积距平、线性倾向估计法分析雨量站、水文站降水和径流变化特征；采用滑t检验，有序聚类，双累积曲线法分析其突变性。
2结果与分析
2.1降水变化趋势
2.1.1降水量年际变化特征
陕西渭河流域1961年-2013年均降水量变化趋势见图2。年均降水量为6248mm，整体呈减少趋势，年均降水量以132mm/（10a）的速率减少。该区域年均降水量年际变化大，最大值出现在1964年，为880.1mm，最小值出现在1997年，为376.1mm，两者相差504mm。
从图2可以看出，1961-70年代初，降水量呈缓慢下降趋势；70年代初-80年代中期，降水量呈波动增加趋势；80年代末-90年代末，降水量呈大幅波动下降趋势；90年代末-2013年降水量呈上升趋势。流域年均降水量最大值为平均值的1.6倍，为最小值2.9倍，这些说明降水量年际变化幅度大。各站降水均呈现减少趋势，降水量以35～45mm/（10a）的速率减少。华山站减少幅度最大，为45mm/（10a）；秦都站减少幅度最小，为3.5mm/（10a）。
2.1.2降水量年代变化特征
按不同年代分别计算各站降水量，结果见表1。
各站降水量变化和渭河年均降水量变化呈现一致性，20世纪60年代各站降水大于多年平均值；20世纪70年代呈现减少趋势、接均值；20世纪80年代降水有所增加；但是20世纪90年代以来降水明显减少，和20世纪世纪60年代相比，减少幅度将近50%；新世纪以来，降水接近或者略高与多年平均值。各站20世纪90年代平均降水量占20世纪60年代的45%～63%；占多年平均值的48%～76%。特别是东部华县站20世纪90年代平均降水量为279.8mm，不及60年618.6mm的一半，也不及多年平均值的一半。刘梅等研究发现渭河全流域降水量呈减少趋势，空间上华山的减少最为显著，和本文分析结果相同。
进入新世纪，各站降水量有所增加，降水量和90年代相比增加了30%～99%，平均增加了73%。研究区北部的耀县站增加90%，华县站增加了近一倍。大部分站降水量接近多年平均值，部分站略大于多年平均值。
2.2降水量的年内分布
陕西渭河流域1961年-2013年降水年内变化见图3。图3表明1961-2013年研究区降水的年内分布很不均匀，1月、2月、3月，11月，12月的百分比为1%～4%，4月、5月、10月的百分比为5%～10%，6月、7月、8月，9月的百分比为10%～20%。降水主要分布在7、8月，其次为9月、6月，分别占到19.5%，17.3%，16.9%，10.4%。
6月份降水量最大的为武功站1961年364.2mm，占全年降水1118.3mm的31%；7月份降水量最大的为武功站2007年446.87mm，占全年降水1222.6mm的365%；8月份降水量最大的为太白站1981年509.6mm，占全年降水1197.0mm的42.6%；9月份降水量最大的为武功站1984年397.0mm，占全年降水1100.4mm的41.29%；10月份降水量最大的为华山站1983年208.6mm，占全年降水1100.4mm的18.8%。
2.3降水量的季节变化特征
陕西渭河流域降水季节分布见图4，研究区降水季节差异大。春、夏、秋、冬四季降水分别占全年降水的20.8%、46.3%、20.3%和3.6%，降水主要集中于夏季，占全年降水的近一半。春季降水占年降水百分比在2.6～46.8%；其中，吴旗站1998年春季降水241.3mm，占年降水526.7mm的468%，为最大比例；洛川站1961年春季降水15.5mm，占年降水602.3mm的2.3%，为最小比例。夏季降水占全年降水百分比在13.3～838%；其中，吴旗站1995年夏季降水353.5mm，占全年降水421.8mm的93.8%，樽畲蟊壤；永寿站1974年夏季降水80.6mm，占年降水605.5mm的13.3%，为最小比例。秋季降水占年降水百分比在6.2～67.4%；其中，吴旗站2008年秋季降水239.5mm，占年降水355.2mm的674%，为最大比例；华山站1998年秋季降水53.1mm，占全年降水85.07mm的6.2%，为最小比例。冬季降水占年降水量百分比小于15.5%；其中，华县站1997年冬季降水43.3mm，占年降水279.8mm的15.5%，为最大比例；吴旗站1992年、1999年冬季降水都小于1mm，秦都站1992、1999年冬季降水为1.2mm、0.2mm，华县在1999年冬季连续三月未降水。
陕西渭河流域各季节降水变化趋势见表2。从季节降水量变化趋势看，春季和秋季降水呈减少趋势。春季降水减少倾向率为4.8～18.6mm/（10a），华山站降水呈减少趋势最为突出为186mm/（10a）。秋季降水减少倾向率为1.4～19.7mm/（10a），洛川、太白、永寿、武功、华山、秦都等减少倾向率为都大于10mm/（10a）。夏季降水，除蒲城、华山、华县、太白略有减少外，其余地方呈增加趋势；降水增加倾向率分别为1.4～14.7/（10a）。冬季降水，除吴旗、武功、华山三站呈现水平趋势外，其余地方呈微弱增加趋势，增加倾向率为0.3～1.8/（10a）。由降水量的季节变化可知，陕西渭河流域近年的降水量减少主要是以春季和秋季的显著减少为主，部分测站夏季、冬季降水有微弱增加趋势。来文立研究发现渭河流域夏、冬两季降水量变化趋势不明显。
2.4降水日数趋势分析
2.4.1降水日数分析
1961-2013年研究区域所有站点年降水日数在59-178d之间；平均为86d。降水日最多的是1964年武功站，日数为178d；最少的是1995年吴旗站，日数为59d。小雨日数49-140d之间，占总日数的641～95.9%，平均为80.6%./J、雨日数最少的是1995年华县站、2013年洛川站49d；日数最多的是1964年陇县站140d。中雨日数3～27d，占总日数的2.7%～78.1%，平均14.0%；最少的是1968年吴旗站2d；最多的是1983年武功站、1961太白站，均为30d。年大雨日数小于20d，占总日数的11.5%以下，平均为4.6%；日数最多的是1984年武功站，1964、1974、1984年华山站均出现13d的大雨天气。年暴雨日数小于6d；占总日数4.4%以下，平均为0.8%；暴雨日数最多的是2011年太白站6d。
1961年以来陕西渭河流域降水日数均呈现减少趋势，变化趋势见表3。
各站的年降雨日数均呈现明显下降趋势，减少倾向率为11～29d/（50a）；降水日数减少最为明显的是武功、华山。小雨日数均呈现减少趋势，减少倾向率为11～26d/（50a）。除陇县外，中雨日数呈现减少趋势，减少倾向率为1～5d/（50a）。大雨日数和暴雨日数变化不明显。各站总降水日数减少趋势和和小雨日数减少趋势基本一致。
2.4.2降雨日数和年降水量关系
陕西渭河流域年平均大雨日数和年均降水量相关分析见图5。在所有降雨日里，小雨日数占总降雨日数为80.6%左右；中雨日数占总降雨日数的14.0%左右。尽管小雨日数、中雨日数所占比例较大；但是通过对陕西渭河流域降水日数与年平均降水量进行相关分析发现，研究区平均大雨日数与年平均降水量存在显著正相关关系，相关系数为0.85。年平均降水量越大，年大雨日数出现频次愈高；大雨出现日数是影响年降水量的多少的重要因素。
2.4.3暴雨分析
研究区暴雨在4月-10月份都有发生。暴雨常出现在5月-9月，集中出现在主汛期（7月-8月）。汛期（6月-9月）暴雨日数占全年暴雨日数的92%，主汛期暴雨日数占全年暴雨日数的67%。
（1）暴雨初日和暴雨终日。
若年度中仅出现一次暴雨，则暴雨初日和暴雨终日为同一天。暴雨初日最早出现在陇县站2002年4月4日，日降水量53.8mm。暴雨终日最晚出现华山站1957年在10月27日，日降水量50.8mm。
（2）暴雨强度。
1961年-2013年研究区平均暴雨强度为68mm/d，各站的平均暴雨强度在64d～73mm/d之间。太白站平均暴雨强度最小为64.7mm/d；陇县站平均暴雨强度最大为73.0mm/d。结果表明：各站近年暴雨强度呈一定的特征，研究区的西部和北部，暴雨强度呈现增大趋势；研究区的东部和南部，暴雨强度呈现微弱减小趋势；特别是研究区西部的陇县站暴雨强度增大尤其明显。
（3）暴雨贡献率。
在1961年-2013年出现暴雨事件中，暴雨贡献率在5.5%～54.8%之间；平均为15%。2008年陇县站的暴雨贡献率最大为54.8%；1968年华山站的暴雨贡献率最小为5.5%。在所有暴雨事件中，除耀县站外，均发生过大暴雨事件。年最大日降水量为陇县站2010年7月23日，日降水量214.6mm；武功站2002年6月9日，日降水量203.3mm。
2.5降水周期分析
采用小波方法对渭河流域各雨量站年降雨量周期进行分析，以凤翔和洛川两个测站为例，见图6。结果表明：不同测站呈现出不同的周期，根据周期的显著性状况，可以将这些测站分为两类。第一类有较为显著周期性特征测站，包括：凤翔、武功、华县、秦都、蒲城、耀县、永寿和太白8个测站有较为显著的周期性（图略），但是不同测站周期存在较大差异。以凤翔站为例，在1975年-1990年期间，发现显著（图6（a）中黑色范围内）的1～2a和8a左右的周期振荡，而在其余时期周期性不明显。第二类没有表现出显著周期性特征测站，包括：洛川、华山、陇县和吴旗4个测站（图略），以洛川为例，从图6（b）中可以发现，在整个研究期内，都未表现出显著的周期性。
2.6渭河华县站径流变化
2.6.1华县站年径流年代变化
华县站1935年-2010年径流量的变化特征及趋势7（a）所示，呈减少趋势。1935年-2010年，华县站多年平均年径流量为73.85亿m3。70多年间，径流量的年际变化差异较大，大于平均值年数和小于平均值年数分别为35年和41年。年径流量最大值为1964年187.6亿m3，最小值为1997年16.83亿m3。最大值为平均值的2.54倍，为最小值的11.15倍。图7（b）为陕西渭河华县站年径流量累积距平曲线。华县站年径流量1935年至20世纪60年代末均为径流量偏丰年代，其中1964年达187.6亿m3，为最大值，比平均值多113.75亿m3。20世纪70年代初期至20世纪80年代中期，年径流量略小于平均值。20世纪80年代中期至2010年，径流量呈现下降趋势。21世纪以来，除了2003年径流量为93.39亿m3，外，其余年份，径流量均低于平均值。华县站径流量年代平均值如7（a）所示。1935年-1970年，平均年径流量约为93.37亿m3；1971年-1985年，平均年径流量约为70.56亿m3；1986年-2010年，平均年径流量约为47.72亿m3。
3.6.2华县站年径流突变分析
图8（a）中为华县站滑动t统计量曲线。n=76n1=n2=8给定显著性水平α=0.01，α=0.001，按照t的分布自由度，v=14，t0.01=±2.98；t0.001=±4.14。从1951年以来，t的统计量有4次超过0.01显著性水平，有一处极大值，1990年。t的统计量在1990年-1993年超过0.01显著性水平，但没有通过0.001显著性水平检验。表明华县站年径流量自20世纪30年代以来，出现了两次明显的突变。20世纪30年代至20世纪60年代末，年径流量呈现增加趋势；20世纪70年代有减少的，1980年以来有所增加；20世纪90年代年径流量经历了一次增加到减少的转变。华县站的年径流量序列离差平方和Sn（τ）曲线如图8（b）所示。华县站1935年-2010年的离差平方和Sn（τ）曲线在1968年出现最低，并且在1985年和1990年出现极小值。
华县站年径流量和平均降水量的双累积曲线如图9所示，其中降水和径流数据采用1961年-2010年。渭河降水量最多生在20世纪60年代，20世纪70年代以来，华县站径流量呈现减少趋势，尤其是20世纪90年代以来，减少趋势显著。降水量的变化与径流变化的趋势吻合。综合分析，渭河华县站径流量的突变点出现在20世纪70年代初和20世纪90年代初，大约在1968年一1970年、1985年-1991年。肖洁采用曼肯德尔法、R/S法及有序聚类分析法对渭河干流径流变化趋势进行了分析，得到华县站径流量的突变点为1969年和1991年，和本文计算结果一致。
渭河流域径流变化主要由气候变化和人类活动引起。气候变化对径流的影响主要表现为降水减少和潜在蒸散的增加。降雨量偏少是造成渭河干流径流量减少的主要原因。人类活动对流域径流的影响主要表现为20世纪70年代以后流域内大规模的水利工程、水土保持措施和工农业用水的增加，国民经济发展耗水量的明显增加，水土保持用水量的增加，城镇化的不断推进。冯家山，石头河，宝鸡峡，金盆水库等水利工程改变了天然径流原有节律，致使渭河径流特征发生了变异，客观上减少了径流量。工程措施和工农业耗水量不断上升，人类活动对渭河径流的影响越来越剧烈，导致径流量不断减少。
3结论
在全球气候变暖背景下，本文分析了陕西渭河流域1961年-2013年降水和径流分布特征，得到以下主要结论。
（1）陕西渭河流域1961年-2013年的年均降水量为624.8mm，降水整体呈减少趋势，以13.2mm/（10a）的速率减少。该流域降水年际变化大；20世纪70年代初-20世纪80年代中期，年平均降水量呈波动增加趋势；20世纪80年代末-20世纪90年代后末，降水呈大幅波动下降趋势；20世纪90年代后期-2013年，平均降水呈上升趋势。
（2）陕西渭河流域降水量的年内分布很不均匀。降水主要分布在7、8月，其次为9、6月，其月平均百分比分别为19.5%，17.3%，16.9%，10.4%。春季和秋季降水量呈减少趋势；夏季和冬季降水量微弱呈增加趋势；近年的降水量减少主要是以春季和秋季的显著减少为特点。
关键词：柴达木盆地东部地区；气候特征；温度；降水量；日照时间
中图分类号：S162.1文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）08-1806-05
气候变化尤其是全球变暖的问题在研究领域越来越被关注。王绍武[1]发现全球正在以0.5℃/（100年）的速率变暖。林学椿等[2]研究结果也表明我国年平均气温在上升，年降水量在减少。罗贵东[3]研究表明，四川省达州市在40年来年平均气温逐渐上升，气温年较差逐渐变小，冬、春、秋三季在增温，而夏季在降温。于延胜等[4]发现湖北省老河口市在近57年来平均气温在冬、春、秋三季均有显著增加趋势，而在夏季呈缓慢降低趋势。李为华等[5]研究发现，近40年来山东省年平均气温也呈上升的趋势，尤其冬季平均气温增幅最大，年降水量也略有增加；夏季降水量减少最多，气温变化的周期性比降水变化的周期性明显。但也有个别研究结果与之相反，池再香等[6]则发现我国的黔东南地区年平均气温呈下降趋势，而年降水量呈上升趋势。
柴达木盆地是青海省重要的农牧业生产基地，耕地以块状分布于山麓洪积扇的中下部，盆地中东部的德令哈南部、诺木洪等地有水利灌溉条件的地方是青海省良好的绿洲农业区。由于气候的变化存在着地域性的特点，利用柴达木盆地东部地区51年温度与降水资料进行统计分析，有效揭示了柴达木盆地东部地区的气候变化规律，为柴达木盆地东部地区森林防火和农业生产提供气象依据，同时为地方政府决策提供气象保障。
1研究区概况
研究区地处青海省西北部，位于柴达木盆地的东部，地理坐标为北纬36°20′43.9″-37°51′18.6″，东经95°05′26.0″-98°19′45.8″，属于比较干旱的温带大陆性气候，降水量小于蒸发量。该地区的局部气候差异比较显著，春季降水偏少且多风沙，物燥干旱；夏季降水较多并集中，气候相对温湿，日照时间相对较长，比较适宜耐寒作物生长；秋季急剧降温；冬季漫长而干燥，低温严寒。该地区51年的年均温为3.82℃，冬季均温为-8.84℃，夏季均温为15.56℃。51年的年平均降水量为111.58mm，集中在夏季。日照时间为2863～3356h。历年最低气温为-23.8℃，最高气温为28.9℃。
2数据来源与分析
对大柴旦、德令哈、都兰、诺木洪、格尔木5个样地1960～2010年逐年与逐月的温度、降水量及日照时间平均值数据进行SPSS17.0线性回归分析，并用Excel2007与SigmaPlot绘图软件绘图。所有数据均来源于国家气象服务网。
3结果与分析
3.1气温变化趋势分析
通过分析，发现51年中气温以0.47℃/（10a）的增温幅度呈上升趋势（图1），同时，分别在1967、1970、1983、2008年出现了明显的低值，分别为2.20、2.58、2.66、4.32℃，出现低值的时间间隔越来越长，使之影响力逐渐减弱，在整体上符合全球气候变暖的趋势和规律。推测造成低值出现的原因可能是受北方冷空气和西南暖湿气流的共同影响，导致了罕见低温天气。
柴达木盆地东部地区冬季与秋季的平均气温距平变化相对较大，最为明显的是冬季，冬季平均气温变幅为5.96℃，秋季平均气温变幅为3.98℃，春季平均气温变幅为3.38℃，夏季平均气温变化则相对比较平缓，变幅为3.35℃。春季和夏季总体增温趋势不明显，增幅分别为0.30℃/（10a）和0.31℃/（10a），冬季增温最显著，增幅为0.73℃/（10a），其次是秋季，增幅为0.51℃/（10a）（图2a至图2d），由此得出柴达木盆地东部地区气候变暖的贡献率大小依次是冬季、秋季、春季、夏季。春季和夏季在20世纪90年代增温明显，冬季和秋季在20世纪70年代和90年代后增温比较明显。
1960～2010年柴达木盆地东部地区每年的最高气温也呈上升的趋势，升高速率是0.33℃/（10a）（图3）。五站点每年的最高气温整体上都有升高的趋势，但德令哈与都兰两站每年的最高气温有所波动：从20世纪60年代向70年代过渡时呈下降趋势，80年代以后又开始升高，格尔木与诺木洪两站点每年的最高气温大于都兰和大柴旦两站点的，德令哈居中。20世纪90年代后年最高气温升高更明显，近20年来升高约1.3℃，表现出年最高气温逐年增高的变化趋势。
柴达木盆地东部地区五站点51年来的年最低气温资料显示，年最低气温也在逐渐上升（图4），升高速率是0.71℃/（10a），气温波动呈阶梯性上升且很明显，从1980年之后，年最低气温升高非常显著，51年间年最低气温平均升高了约3.1℃；大柴旦地区的年最低气温表现出明显偏低的趋势，51年间比其他4个气象站平均约低4℃，可能是由于大柴旦的纬度相对较高造成的。
3.2降水量变化趋势分析
由于受全球气候变暖的影响，近年来柴达木盆地的气候表现为暖湿特征，不仅气温升高，降水量也跟着增多，并以10.97mm/（10a）的增加幅度上升。但柴达木盆地东部地区在降水量逐渐上升的同时，分别在1967、1970、1977、1989、2002年出现了明显的高值，分别为177.34、138.02、152.92、168.76和183.5mm（图5），分析推测可能是由于对三江源生态建设的保护，青海省在柴达木盆地广泛开展了人工增雨作业，并且收到明显效果；另外，北方冷空气稍有偏强和西南暖湿气候比较稳定处在青海上空也可能是造成柴达木盆地东部地区降水量偏多的原因。
较极端的天气过程，过程强降水的事件屡次发生，给气象部门预报服务带来极大困难，也对当地工业尤其是盐业带来了不利影响。专家认为，虽然局地强降水致使部分地区受灾，但降水量偏多无疑对缓解前期旱情、改善生态环境、增加河流流量有积极作用。从长远发展来看，在干旱少雨的柴达木盆地东部地区，降水量偏多无疑是利大于弊，尤其在保护生态的层面作用更为明显。
1960～2010年柴达木盆地东部地区夏季降水量增加幅度最为明显，其变化趋势与年降水量的变化状况基本一致，可以推断夏季降水量是影响年降水量增加或减少的主要因素；春季降水量的增加幅度次之，这在一定程度上缓解了春季干旱对农业的影响；秋季和冬季的降水量增加不明显（图6a至图6d）。
3.3日照时间变化趋势分析
1960～2010年柴达木盆地东部地区五站点的日照时间平均以26.02h/（10a）的幅度呈减少的趋势（图7）。年日照时间在1962、1965、1978、1980、1990、1997年出现了明显的峰值，分别为3240.16、3280.94、3283.36、3265.38、3248.98、
3270.54h，推测是与其相对应的年降水量有关，年降水量越少，年日照时间则出现峰值。日照时间的变化与降水量、水汽压、总云量、低云量等众多气象要素有关，这些气象因素的变化可能是造成高原日照时间变化的重要因子。
从近51年四季日照时间的变化趋势来看（图8），夏季日照时间的减幅最大，其他3个季节变化不太显著。表明夏季日照时间是影响年日照时间的主要因素。
4结论与讨论
柴达木盆地东部地区的气温以0.47℃/（10a）增温幅度呈上升趋势，影响该地区气候变暖的主要季节是冬季，气温增幅为0.73℃/（10a）。1961～2006年间，我国气温增幅为每10年0.10～0.20℃，而青海高原为每10年0.33℃，其中，柴达木盆地更是高达每10年0.44℃，增温速率位居全国首位。与此次的分析结果相近，表明柴达木盆地已成为全国范围内增温最显著的区域。
秋季气温增幅为0.51℃/（10a），春季与夏季总体增温趋势不明显。桂翰林等[7]在研究漠河县气候变化趋势时，发现气候变暖贡献最大的是冬季，气温增幅为0.67℃/（10a），其次是秋季，气温增幅为0.41℃/（10a），夏季温度变化不明显。20世纪90年代后年最高气温升高更明显，近20年来升高约1.3℃，表现出年最高气温逐年增高的变化趋势。时兴合等[8]通过1961～2002年气象观测资料得出柴达木盆地20世纪90年代增暖比较明显，年和春、夏、秋、冬四季平均气温变化的气候倾向率均为正值。
柴达木盆地东部地区的降水量逐渐上升，据气象部门提供的资料显示，盆地东部降水最为明显，其中德令哈地区降水量增幅最大，其他地区的降水量也有较大增加。夏季降水量是影响年降水量增加或减少的主要因素，其次是春季降水量，秋、冬季降水量增加的幅度不明显。朱海涛[9]在研究柴达木盆地降水量时，发现其水汽来源主要是孟加拉湾和印度洋热带西南季风暖湿气流，导致夏季降水量增多。桂翰林等[7]在研究漠河县气候时却发现在四季中，降水量变化幅度最大的不是夏季而是冬季，推断分析可能是漠河县主风向以西北风为主且纬度较高等原因造成的。
柴达木盆地东部地区的日照时间则表现出下降的趋势，李跃清[10]也发现近40年来青藏高原东部地区的日照时间呈显著下降趋势。毛飞等[11]的研究结果表明，近40年来那曲四季日照时间均呈减少趋势，夏季日照时间平均减幅最大，其次是秋季和冬季，春季的减幅变化不明显。杜军等[12]研究发现，近35年来年日照时间也是呈显著的减少趋势，春、夏、秋比较明显，而冬季变化不大。
参考文献：
[1]王绍武.近百年气候变化与变率的诊断研究[J].气象学报，1994，52（3）：261-273.
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[4]于延胜，谢菲，路宾朋.老河口市近57年来气候变化特征[J].亚热带资源与环境学报，2009，4（4）：81-85.
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[7]桂翰林，张秀红，王春华，等.50年来漠河县气候变化趋势分析[J].现代化农业，2009（6）：24-26.
[8]时兴合，赵燕宁，戴升，等.柴达木盆地40多年来的气候变化研究[J].中国沙漠，2005，25（1）：123-128.
[9]朱海涛.柴达木盆地的降水及其特性[J].青海科技，1999，6（3）：14-16.
[10]李跃清.近40年青藏高原东侧地区云、日照、温度及日较差的分析[J].高原气象，2002，21（3）：327-331.
关键词：雷暴活动；最小二乘法；离散小波分析
0引言
雷暴是一种产生于强对流天气系统下的常见灾害性天气现象，关注气候变化，如今成为当今世界的几大议题之一。国外Changnon[1]等利用86个台站100年的雷暴观测资料，将美国雷暴活动划分为12个不同的区域，归结于6种雷暴活动变化类型，整体雷暴活动在变化中呈现减少的趋势。国内张敏锋，冯霞（1998）利用国内104个台站，研究发现近30年来，我国大部分地区平均雷暴频数在波动中减少，上世纪60年代前期雷暴频数有所增加；往后至70年代，呈缓慢减小的趋势；80年代中期雷暴频数减少幅度明显加快，频数现在正处于剧烈减少[2]。局部地区如广州雷暴日数平均每10年减少15.5天，月平均雷暴日数1至7月逐渐增多，8至12月急剧减少，呈现单一峰值[3]。德州市年雷暴日数呈减少趋势，平均10年减少1.28天。月平均雷暴日数最多值出现在7月[4]。昌都地区雷暴日年际变化大，从上世纪80年代起呈递减趋势[5]。湖南省近35年（1971～2005年）来雷暴在不断减少，年际间变化特征是成加速度减少，其中夏季雷暴数百分比随着年际间变化是逐步减少，而冬季和春季雷暴发生比例均有所增加[6]。另外在特定的区域内，雷暴年际变化趋势还呈现一定的变化规律，主要表现在以大小不一的周期呈现不同的周期性震荡变化。徐桂玉，杨修群（2001）根据我国南方62个气象观测站1971～1995年近25年雷暴日数统计资料，研究南方雷暴的气候变化特征发现：我国南方雷暴25年变化的总趋势是逐渐减少的，并具有2年、4年、9年较短周期和21年长周期变化。较短周期存在着70年代以2年周期为主、80年代2年、4年周期都较明显、90年代以3～4周期为主的年代变化规律[7]。张美平、敖淑珍等利用广州白云机场1956～2001年46年的逐时观测资料，通过小波分析发现46年来广州白云机场雷暴日数的年际变化有着较好的9～12年振荡周期，而且雷暴的发生有逐渐减小的趋势变化[8]。孙丽、于淑琴等人利用1978～2007年辽宁省59个站常规地面观测资料，对雷暴日数的时空变化进行分析，结果表明：1978-2007年雷暴日数总体呈逐渐下降趋势[9]。经国内外资料分析研究表明，大部分地区雷暴活动在年际变化上都呈现逐年减少的趋势。
香港地处亚洲大陆南缘华南沿岸，地形丘陵起伏，地势北高南低，总面积约1，104平方公里，管辖总面积2，755.03平方公里，水域率占59.9%。由于海陆面及地形差异的存在，易于地形雷暴的产生。香港属亚热带气候，夏天炎热且潮湿，冬天凉爽而干燥。受热带气旋、强烈冬季和夏季季风、季风槽等重要天气的影响，易形成锋面雷暴和切变线雷暴，经常在四至九月发生狂风暴雨[10][11]。特殊的地理环境和气候环境使得香港地区多年雷暴活动的时间和空间分布都极不均匀。据此，本文利用香港天文台常规气象观测站的观测记录资料，分析1950～2009年香港地区雷暴活动及异常情况，总结60年来该地区雷暴活动的变化特征，有利于提高防御雷电灾害能力，为香港地区的雷暴预测和雷电防护工作提供参考依据。
1资料来源和分析方法
1.1资料来源
本文资料来源于香港天文台气象观测数据资料库[12]，经过仔细订正的完整雷暴日观测资料，为保证分析资料具有代表性，文中选用其中60年（1950～2009）记录作资料处理，分析香港地区的雷暴活动特征。
1.2分析方法
1.2.1最小二乘拟合
最小二乘估计是德国科学家KarlGauss（1777～1855）提出用最小化图中垂直方向的误差平方和来估计参数，其主要思想是用最小二乘法拟合因变量与自变量间的回归模型，从而把具有不确定关系的若干变量转化为有确定关系的方程模型来近似地分析，通过自变量的变化预测因变量的变化趋势。本文采用最小二乘拟合雷暴活动与时间的关系，分析香港地区近60年雷暴日年际、季节变化趋势，以此反映香港地区长期雷暴活动变化情况。
1.2.2小波分析
小波分析方法是一种窗口大小（即窗口面积）固定，但是其形状可改变，时间窗和频率窗都可改变的时频局部化分析方法，即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，这正符合低频信号变化缓慢而高频信号变化迅速的特点。因此，小波分析能将交织在一起的不同频率成分组成的复杂的时间序列分解成频率不相同的子序列[13]，低频部分信号的重构可以发现时间序列的发展趋势及规律，高频部分信号的重构可以发现时间序列的突变特性和循环周期[14]，以此观察不同时间尺度上的变化情况。小波函数定义为：如果ψ（t）∈l2（R）（l2（R）表示平方可积的实数空间，即能量有限的信号空间满足允许性条件：
（1）
那么ψ（t）叫做基小波，式中ψ（ω）是ψ（t）的Fourier变换，由基小波函数ψ（t）进行伸缩和平移，本文选用Daubechies（db）小波函数，对香港60年雷暴日数离散序列进行分析，更清晰地反映雷暴日序列的细微变化情况。
2雷暴的时空分布特征
2.1雷暴日数的年际变化特征及趋势分析
香港长达60年的雷暴日变化趋势（图1中曲线1）呈现年际差异较大的变化，其中雷暴日数最多高达53天，出现在1997年、2005年；最少年份为20天，出现在1962年、1963年、1967年，与60年来香港年平均雷暴日比较少了15.69天。采用最小二乘拟合60年雷暴日数线性变化趋势（图1中曲线2），香港雷暴活动随时间增加呈现逐渐上升的趋势。
最小二乘线性拟合气象趋势函数为y=0.17433x
-309.05，反映香港近60年平均雷暴日数以1.74天/10a的趋势增加。对60年雷暴日数进行最小二乘5阶多项式函数拟合（图1中曲线3），发现香港60年雷暴日变化呈现如下变化趋势：雷暴活动自50年代中期急剧下降至60年来的最小值，该最小值处于60年代，而后的时间里一直呈现两个稳步上升的趋势，先缓慢增加至70年代末，在80年代的10年间呈现平缓下降，往后急剧增加。
为更清晰地了解雷暴日序列的细微变化情况，将香港地区1950～2009年雷暴日数变化序列转化为Matlab环境下的离散信号，利用Daubechies小波（db5）将这一由不同频率成分组成的雷暴日时间序列分解成频率不相同的子序列（见图2），包括一个低频部分a5和5个高频部分d1、d2、d3、d4、d5。低频部分a5表现的是信号的主要特征，是主要的稳定特征表现，表征了60年来香港地区雷暴日数的主要变化趋势。原序列s中雷暴日数绝大部分分布在50天以下，第5级的大尺度低频分量a5一般在35天以上，最大为40天，最小值大于32天，序列存在长期增长的变化趋势，以1984年为突变点，分为两个阶段，即1984年以前为雷暴日数偏少年，1984年以后为雷暴日数偏多年。1950～1984年与1984～2009年比较，后者增长趋势较为迅猛。从第1层高频信号d5的重构可以看出3个明显的突变点，分别是1967、1984和1999年，并存在不太明显的30年大尺度。从第2层高频信号d4的重构可以看出3个明显的突变点，分别是1959、1967和1992年，存在不太明显的20年尺度。从第3层高频信号d3的重构可以看出8个明显的突变点，分别是1957、1959、1962、1967、1971、1995、2003和2005年，且在1975年以前存在7～8年左右的震荡周期。从第4层高频信号d2的重构可以看出60年来呈现出3～4年左右的震荡周期。
2.2雷暴日数的季节性变化特征及趋势分析
自1950年到今，香港地区60年来共记录了2162次雷暴事件的发生，雷暴事件季节性变化最多发生在夏季，占60年雷暴日总数的55.14%；春季次之，占全年总数的29.18%；秋季占13.64%；其中冬季最少，发生了44次雷暴天气，占2.04%。图3中～四个图分别反映香港60年来雷暴日的季节变化序列、采用最小二乘拟合分别线性拟合和n阶多项式拟合所得的变化趋势图。采用线性拟合得到春、夏、秋、冬四季雷暴日随年变化的气象系数趋势方程为：
（2）
香港位于亚洲大陆的东南缘，整个地区受季风环流控制，在时间上分别受到冬季风和夏季风的影响，年内季风交替明显干湿季分明，在气候分类上本地属南亚热带季风气候。春季3至5月份，地面的冷高压开始衰退，锋区逐渐北移，西太平洋副高北抬，高空南支西风小槽小脊活动频繁，地面冷空气常与副高西侧偏南暖湿气流相遇，冷暖空气频繁交汇，锋面天气异常活跃，易于锋面雷暴的产生，因此雷暴活动也日趋活跃。香港春季雷暴活动情况如图3中所示，80年代以前临近年份雷暴波动范围较后期大，后期在小范围的波动过程中随年际增加而逐渐减小。用最小二乘5阶多项式拟合60年活动趋势发现，呈现正弦波形状变化。自1950年开始急剧减少至60年代中期，为60年间的春季雷暴活动最小值，在1963、1964两年的春季三个月里仅发生了一次雷暴活动。然后增加至80年代出现峰值为22天，再而减小。拟合60年来香港春季雷暴日数随年际变化y1=-0.022x+54.2428，雷暴活动以0.22天/10a的趋势随年份呈现减少。
夏季6至8月份，随着太阳直射点的北移，温度升高，亚洲热带环流出现调整，大陆热低压形成，海洋高压不断加强。6月香港受印度低压影响，过赤道的西南气流北进增强，南海西南季风建立。6月以后西太平洋副高不断增强，香港处在副高南缘，同时，南海热带辐合带、东风波、热带低压等热带天气系统活动频繁影响香港，冷暖空气频繁交汇，海陆面差异明显，对流极其活跃，各种天气活动频繁，迎来了全年雷暴最活跃的时期。夏季雷暴活动趋势如图3中所示，香港60年来都在小范围内紧凑的波动中呈现随年际增加先减少后增加的变化趋势，特别是在20世纪末，夏季雷暴活动异常活跃。拟合夏季雷暴活动随年际变化y2=0.1706x-317.841，雷暴活动以1.7天/10a的趋势随年份呈现增长。
秋季9至11月，香港地区是干燥的冬季风逐渐代替暖湿的夏季风的过渡季节，西风急流的季节性南移，对流层中层的副高迅速退出，雷暴活动逐渐减弱，低层夏季风南撤，随后便是东北季风开始建立，香港出现了短暂晴朗、干燥的天气。秋季雷暴活动趋势如图3中所示，60年长期在大范围无规则的震荡中随年际增加呈现上升的趋势，采用多项式拟合发现活动趋势随时间呈现两谷一峰的变化趋势，拟合变化趋势函数为y3=0.018x-30.7792，雷暴活动以0.18天/10a趋势增加。
冬季，在每年12月至翌年2月，强大的蒙古高压控制着整个亚洲大陆。本地常处于大陆冷高压脊的东南缘，盛行东北季风，中高纬度东移的槽线常引导冷空气南下，地面冷锋随之南下影响香港，南海暖湿气流在沿海一带对峙，出现准静止锋引起的低温阴雨天气，不易形成对流性天气，雷暴活动极弱。张鸿发[15]等利用TRMM卫星探测到18～38°N、74～123°E闪电资料，对中国区域年、季、日发生闪电频数和随经纬度变化，闪电密度分布和闪电气候特征进行了计算分析，发现冬季只有很少闪电出现在中国30°N度以南地区，且每年发生100次左右。图3中所示香港冬季雷暴活动情况，雷暴活动60年来其中44年出现整个季节无雷暴天气，基本不出现雷暴活动。但在80年代初至90年代末，冬季雷暴活动异常活跃，拟合发现香港地区冬季雷暴活动以0.07天/10a的趋势随年份增加。
3结论和讨论
本文以香港天文台60年雷暴日观测资料为基础，采用一系列数理统计方法探讨香港地区雷暴活动趋势得到如下结论：
1）香港地区年平均雷暴日数为35.69d，按雷暴日数划分属于多雷区。60年来，雷暴绝大部分始发于全年的3、4月份，分别占40%和28.3%。极少数年份在5月份才出现雷暴天气；主要终止于10、11月份，10月份占据50%以上。60年间雷暴日最晚均终止于12月份，从未出现过全年12月均有雷暴天气。
2）香港地区雷暴年际变化差异大，年平均雷暴日数相差在10日以上；年际变化在大尺度上与大部分地区完全相反，以1984年为界呈现两个时期稳定上升的趋势，1984-2009年增长较前一时期更为迅猛；与之对应在小尺度上呈现各式各样的波动，较为明显的是出现3-4年和7-8年振荡周期。
3）近代香港雷暴活动逐年增加，香港雷暴日的月频率变化显现双峰单谷的抛物线变化。季节变化呈抛物线型，主要集中在夏季，7-8月为雷暴的高发期，春秋次之，冬季发生的概率小。近60来夏季雷暴占55.14%，而冬季则不足3%，夏季、秋季和冬季雷暴日数均呈增长的趋势，尤其以夏季雷暴日数增长最为显著达到以1.7天/10a，而春季雷暴日数以0.22天/10a的趋势随年份减少。拟合雷暴活动与年纪增加的线性函数为y=0.17433x-309.05，香港雷暴活动以1.74天/10a的趋势随年际增长而上升。
本论文对雷暴日作数据分析，在数理统计软件的基础上得到一些结论，但鉴于观测数据资料本身的局限性，限制了对某些问题分析研究的进一步深入，有待于进一步思考和探索！
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