金華地區(qū)雷電活動時空分布特征

吳惠娟 蔣陽 吳劍強

(金華市氣象局，浙江金華321000)

金華地區(qū)雷電活動時空分布特征

吳惠娟 蔣陽 吳劍強

(金華市氣象局，浙江金華321000)

利用雷電監(jiān)測定位網(wǎng)2007—2010年4 a時間的雷電資料，對金華地區(qū)雷電活動的時空分布特征進行研究分析，結(jié)果表明，金華地區(qū)雷電活動在時間分布上主要受季節(jié)性變化以及晝夜變化影響;在空間分布上主要受到緯度影響，同時也受到地形等因素的影響。

金華地區(qū);雷電;時間分布;空間分布

0 引言

雷電災(zāi)害是聯(lián)合國“國際減災(zāi)十年”公布的最嚴重的十種自然災(zāi)害之一，同時又是“電子時代的一大公害”［1－2］。金華地區(qū)位于我國東部，屬典型的亞熱帶季風氣候區(qū)，受東亞季風影響，冬夏盛行風向有顯著變化，降水有明顯的季節(jié)變化。金華光、熱、水條件優(yōu)越，時空分布不均衡。氣候復(fù)雜多樣且存在垂直差異，雷電、臺風等氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生，影響較大。金華地區(qū)雷暴高發(fā)，每年5—9月是雷暴頻發(fā)期，據(jù)氣象部門不完全統(tǒng)計，2007—2010年金華地區(qū)共發(fā)生雷電災(zāi)害近400來起，造成人員傷亡近40人次，經(jīng)濟損失2000多萬。

對于雷電活動的時空分布特征以往也有很多研究，但是這些研究主要是基于人工觀測的逐日雷暴日資料來進行分析和研究［3－4］。林建等(2008)就是根據(jù)1970—2006年全國847站逐日雷暴日資料，統(tǒng)計分析了中國雷電事件的時空分布特征及雷電在發(fā)展階段和消退階段的路徑變化［3］。張敏鋒等則是利用我國30 a歷年雷暴日資料，采用EOF和主值函數(shù)分析等方法，對我國年平均雷暴日的時空分布特征及其異常變化進行了研究［4］。而本文則是利用2007—2010年浙江省雷電監(jiān)測定位網(wǎng)的閃電數(shù)據(jù)對金華地區(qū)雷電活動的時空特性進行分析和研究，以求得到金華地區(qū)雷電活動規(guī)律。

1 資料和分析方法

本文所用閃電資料來源于浙江省氣象局所屬的雷電監(jiān)測定位網(wǎng)。該監(jiān)測網(wǎng)于2006年開始布設(shè)，2007年完成，由11個探測子站組成，探測范圍基本覆蓋浙江全境。雷電監(jiān)測定位網(wǎng)均為中國科學院空間中心研制的閃電定位儀組成，該定位儀采用時差和方位混合多站綜合定位方法，主要探測的是地閃。本文選取2007—2010年共4 a該監(jiān)測網(wǎng)的探測資料，這期間共探測到18萬多次地閃。每個閃電資料包括的信息有時間、位置、極性、強度、陡度、定位方式、誤差等參數(shù)。分析雷電時間分布時采用按月時來進行統(tǒng)計，分析雷電密度空間分布時采用1 km×1 km的空間分辨率，分析地閃雷暴日空間分布時采用26 km×26 km的空間分辨率(以15 km為半徑的等效面積26 km×26 km的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)統(tǒng)計雷暴日)，分別對4 a平均值、最大值、最小值進行分析比較，從而來獲取金華地區(qū)雷電的時空分布特性。

2 雷電時間分布及與頻次的關(guān)系

雷電發(fā)生的機理是中小尺度天氣發(fā)生發(fā)展，在時間分布上表現(xiàn)與局地的天氣、氣候等密切相關(guān)，金華地處亞熱帶季風氣候區(qū)，季節(jié)性變化顯著。2007—2010年間金華地區(qū)共有雷暴日296 d，年平均地閃雷暴日為74 d，最多82 d，為2009年，最少66 d，為2010年;其中日地閃次數(shù)過千次(稱為高頻次個例)的共有63 d，約占2007—2010年間金華地區(qū)總地閃雷暴日的21%，而高頻次個例的地閃次數(shù)合計為14萬多次，則占4 a間金華地區(qū)總地閃次數(shù)的76%，高頻次個例中平均每天2200多次，最多的為2007年7月22日，高達7036次。

2007—2010年間金華地區(qū)共發(fā)生地閃18萬多次，年平均地閃次數(shù)約為46000多次。圖1為金華地區(qū)地閃頻次隨月份和時段變化的分布圖。從月分布來看，雷電活動的季節(jié)性變化顯著，3—9月雷電活動頻繁，其中夏季6，7，8 3個月為雷電高發(fā)期，這3月每年地閃約有36900多次，占到年平均地閃次數(shù)的80%，同時3—5月也時有春雷發(fā)生;從時段分布來看，總體上呈現(xiàn)雙峰分布，主峰出現(xiàn)在午后15時左右，次峰則出現(xiàn)在凌晨2時左右，其中13—20時地閃相對較多，每年約35000多次，約占年平均地閃次數(shù)的76%。

圖1 2007—2010年金華地區(qū)地閃月份－時段分布

從表1金華地區(qū)雷電初日和終日情況來看，雷電初日一般出現(xiàn)在2月中旬左右，但2008年則相對較晚，為3月27日;雷電終日一般出現(xiàn)在9月下旬左右，而2009年11月9日由于北方冷空氣擴散南下與東南方送來的暖濕氣流匯合，引起大范圍的強雷暴天氣，而使得該年雷暴終日明顯偏晚常年。從頻次來看雷電初日地閃次數(shù)相對要較少，雷電終日則相對較多，其中雷電初日地閃平均次數(shù)為16次/d，雷電終日地閃平均次數(shù)為754.5次/d。4 a間雷電初日地閃次數(shù)變化不大，雷電終日則變化較大，最多的2010年有1724次，最少的2007年則只有9次。

表1 2007—2010年金華地區(qū)雷電初日和終日情況

3 雷電空間分布

金華地處金衢盆地東段，為浙中丘陵盆地地區(qū)，地勢南北高、中部低。市境的中部，以金衢盆地東段為主體，四周鑲嵌著多個山間小盆地，整個大盆地大致呈東北—西南走向，西面開口，由盆周向盆地中心呈現(xiàn)出中山、低山、丘陵、崗地、河谷、平原階梯式層狀分布的特點。

2007—2010年整個金華地區(qū)平均地閃密度約為4.57次/km2.a，而最高則高達40次/ km2.a，出現(xiàn)在2010年的武義。圖2為2007—2010年金華地區(qū)地閃密度空間分布情況。從地閃密度多年平均值的空間分布(圖2b)來看，地閃密度高的區(qū)域集中東北—西南軸線附近，主要分布在浦江的南部平原、義烏的大部、市轄區(qū)的中部平原和南部山區(qū)等地。但從4 a中地閃密度的極大值的空間分布(圖2a)來看，東陽的東北部以及永康局部地區(qū)地閃也同樣相對高發(fā)。

2007—2010年整個金華地區(qū)地閃雷暴日空間分布不均，區(qū)域差異顯著。圖3為2007—2010年金華地區(qū)地閃雷暴日空間分布情況。從地閃雷暴日多年平均值的空間分布(圖3b)來看，總體上南部偏多，北部偏少。但從極大值的空間分布(圖3a)來看，東部也有局部偏多。最多的主要集中在永康和武義交界處，多達70 d以上。

4 結(jié)語

本文通過2007—2010年金華地區(qū)雷電數(shù)據(jù)分析研究，發(fā)現(xiàn)金華地區(qū)雷電活動在時間和空間上都有其特定的分布規(guī)律。

(1)時間分布上，主要受季節(jié)性變化以及晝夜變化影響，主要表現(xiàn)在6，7，8 3月雷電高發(fā)以及午后雷電活動頻繁;同時也有由于冷暖空氣交匯而引起的強雷暴天氣，主要表現(xiàn)在2，3月春雷時有發(fā)生以及2009年雷暴終日明顯偏晚等現(xiàn)象。

(2)空間分布上，主要受到緯度影響，主要表現(xiàn)為地閃雷暴日南部偏多，北部偏少;同時又受到地形因素影響，導致平原地區(qū)雷電密度偏高，山區(qū)偏低等現(xiàn)象。

［1］張義軍，陶善昌，馬明，等.雷電災(zāi)害［M］.北京:氣象出版社，2009.

［2］溫克剛，席國耀，徐文寧.中國氣象災(zāi)害大典·浙江卷［M］.北京:氣象出版社，2006:189－211.

［3］林建，曲曉波.中國雷電事件的時空分布特征［J］.氣象，2008，34(11):22－34.

［4］張敏鋒，馮霞.我國雷暴天氣的氣候特征［J］.熱帶氣象學報，1998，14(2):156－162.