黑龍江省區(qū)域閃電分布特征研究

王力艷，張 巍，王楠楠

(1.綏化市氣象局，黑龍江 綏化152000；2.慶安縣氣象局，黑龍江 綏化152400)

1 引言

雷電災(zāi)害已成為了聯(lián)合國(guó)“國(guó)際減災(zāi)委員會(huì)”公布的十種最嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。 目前國(guó)內(nèi)外已有許多人（包括美國(guó)、日本、巴西、南非等）利用雷暴資料研究了閃電活動(dòng)的時(shí)間、 空間分布特征以及雷電的氣候特征和雷電災(zāi)害的分布特征。 隨著雷電自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的日趨完善，我國(guó)多個(gè)省(市)都已建立了閃電定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 黑龍江省氣象局于2005年7月組建了閃電定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，記錄監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的云地閃電，積累了長(zhǎng)期系統(tǒng)的閃電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 本文利用了黑龍江省氣象部門2008-2011年共4 a 的閃電資料選取的省內(nèi)6 個(gè)典型地區(qū)：黑河（北部）、齊齊哈爾、綏化、佳木斯（中部）、哈爾濱、牡丹江（南部），更細(xì)致綜合地分析這幾個(gè)地區(qū)的閃電時(shí)空分布、 雷電流強(qiáng)度及其與正負(fù)閃之間的關(guān)系， 既可以比較各區(qū)域閃電分布的差異，又能較好地代表全省的閃電分布情況。

2 閃電資料來(lái)源

本文閃電資料來(lái)自于黑龍江省氣象局的ADTD閃電定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)由21 個(gè)探測(cè)子站組成，單站的探測(cè)直徑約為150 km， 系統(tǒng)采用時(shí)差和方位混合多站綜合定位方法, 主要探測(cè)的是云地閃電, 定位誤差在1000 m 以內(nèi)。 每個(gè)閃電資料包括的信息有時(shí)間、位置、性質(zhì)、強(qiáng)度、陡度、能量等參數(shù)，主要提取6個(gè)地區(qū)的閃電資料分別進(jìn)行年、季節(jié)、月、日時(shí)間尺度分析以及強(qiáng)度分布統(tǒng)計(jì)。

3 閃電的時(shí)空分布特征

3.1 閃電季節(jié)變化特征

黑龍江省閃電頻數(shù)的季節(jié)變化特征明顯， 尤其是夏季雷暴非常集中，常見于午后的對(duì)流性天氣。 這6 個(gè)地區(qū)一年四季的負(fù)閃頻數(shù)大多多于正閃頻數(shù)（除秋季牡丹江和齊齊哈爾地區(qū)正閃略多于負(fù)閃、 冬季黑河地區(qū)正閃略多于負(fù)閃）， 負(fù)閃頻數(shù)占絕大多數(shù)。春季、夏季、秋季佳木斯正負(fù)閃頻數(shù)均為最少；冬季齊齊哈爾和綏化地區(qū)正閃頻數(shù)均為0。

對(duì)2008-2011年黑龍江省6 個(gè)地區(qū)總閃電頻數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，綏化地區(qū)年總閃電頻數(shù)為最多，這是由于綏化地區(qū)是小興安嶺西麓的山前丘陵地帶， 地勢(shì)較高，且境內(nèi)又有松花江水系和呼蘭河水系，復(fù)雜的地形條件和充足的水汽條件使得雷暴頻繁發(fā)生。 黑龍江省6 個(gè)地區(qū)均以夏季閃電頻數(shù)最多， 因?yàn)橄募咎?yáng)輻射強(qiáng)，地面升溫快，另外容易形成午后對(duì)流，產(chǎn)生雷暴；其次是春季，開始回暖，雨水增多，為雷暴的形成提供了良好的條件；秋季和冬季雷暴相對(duì)最少，是因?yàn)檫@兩個(gè)季節(jié)溫度較低，而且空氣干燥，不利于雷暴的形成。

3.2 閃電逐月變化特征

6 個(gè)地區(qū)的閃電頻數(shù)均存在明顯的季節(jié)變化特征，并呈單峰型特征分布。1、2、3 及12月幾乎不發(fā)生閃電；4-5月閃電略有增加；6月閃電開始增多；7月閃電猛增， 達(dá)到峰值；8月閃電開始驟減；9-11月閃電很少發(fā)生。 哈爾濱、黑河、佳木斯、齊齊哈爾和綏化地區(qū)均在7月出現(xiàn)閃電頻數(shù)的峰值， 而牡丹江閃電頻數(shù)的峰值出現(xiàn)在6月， 其中綏化地區(qū)的閃電頻數(shù)最高 （為89,556 次）， 牡丹江的閃電頻數(shù)最低 （為20,320 次）。 黑龍江省6 個(gè)地區(qū)閃電頻數(shù)的逐月變化特征與氣候變化關(guān)系密切：3月開始升溫， 至夏季高溫后溫度逐漸降低，夏季多雨，至秋冬季空氣干燥。夏季高溫高濕，閃電最集中。

3.3 閃電日變化特征

哈爾濱、黑河、佳木斯、牡丹江、齊齊哈爾和綏化6 個(gè)地區(qū)的閃電日變化特征都特別明顯，但也均存在差異：齊齊哈爾、佳木斯、牡丹江這三個(gè)地區(qū)下午出現(xiàn)閃電的頻數(shù)明顯少于綏化、哈爾濱和黑河；佳木斯和牡丹江這兩個(gè)地區(qū)出現(xiàn)的閃電頻數(shù)峰值與凌晨的極大值相當(dāng)。 一天之中，閃電頻數(shù)出現(xiàn)多個(gè)極值，但各地區(qū)峰值均出現(xiàn)在13-15時(shí)，哈爾濱、牡丹江和綏化峰值出現(xiàn)在14時(shí)，黑河、齊齊哈爾峰值出現(xiàn)在13時(shí)，佳木斯峰值出現(xiàn)在15時(shí)，其中綏化地區(qū)的峰值最高（為20,020 次）。 6 個(gè)地區(qū)閃電頻數(shù)峰值主要集中在13 -15時(shí)，原因是由于午后受太陽(yáng)輻射影響，地面溫度升高，熱力條件相對(duì)較好，從而有利于雷暴的形成。

3.4 閃電空間分布

2008-2011年黑龍江省總閃頻數(shù)空間分布不均衡， 閃電主要集中在大興安嶺和黑龍江中部?jī)蓚€(gè)地區(qū),高值中心主要集中在兩種地區(qū):一部分位于山區(qū),山地迎風(fēng)坡的強(qiáng)迫抬升作用很大, 因此, 山地是雷暴的重要源地。 此外, 有時(shí)氣流過山時(shí), 往往產(chǎn)生背風(fēng)波,背風(fēng)波引起的上升運(yùn)動(dòng),促使河谷地區(qū)發(fā)生新的對(duì)流云陰，另一部分位于湖泊或者河流附近,這是因?yàn)殛懙睾退w表面受熱不均勻,造成局地溫差,形成小型的垂直環(huán)流, 這種上升運(yùn)動(dòng)起到觸發(fā)機(jī)制的作用,引起強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生。

4 閃電強(qiáng)度分布特征

綏化地區(qū)強(qiáng)度為20-100 kA 的總閃頻數(shù)最多，平均強(qiáng)度最高，哈爾濱次之，但是100-200 kA 的閃電頻數(shù)最多。 強(qiáng)度為30-50 kA 的總閃頻數(shù)為最多，其中綏化的總閃頻數(shù)最多，哈爾濱次之；其次是20-30 kA， 依然是綏化的總閃頻數(shù)最多， 哈爾濱其次；50-70 kA 的總閃頻數(shù)為第三， 其中黑河的總閃頻數(shù)最多， 綏化其次； 小于20 kA、70-100 kA 及100 kA以上的閃電頻數(shù)均相對(duì)較少； 佳木斯除小于20 kA的總閃頻數(shù)大于黑河外， 其余區(qū)間內(nèi)的總閃頻數(shù)是六個(gè)地區(qū)內(nèi)最少的，平均強(qiáng)度最低。 各地區(qū)閃電的閃電強(qiáng)度多集中于20-50 kA，100 kA 及以上的閃電頻數(shù)最少。 各地區(qū)50 kA 以下的閃電頻數(shù)占所有閃電頻數(shù)的50%以上，綏化最高(占84.7%)，黑河最低(占53.8%)。

5 結(jié)論

（1）哈爾濱、黑河、佳木斯、牡丹江、齊齊哈爾、綏化6 個(gè)地區(qū)四季的負(fù)閃頻數(shù)大多多于正閃頻數(shù) （除秋季牡丹江和齊齊哈爾地區(qū)正閃略多于負(fù)閃、 冬季黑河地區(qū)正閃略多于負(fù)閃）， 負(fù)閃頻數(shù)占絕大多數(shù)。春季、夏季、秋季佳木斯正負(fù)閃頻數(shù)均為最少，冬季齊齊哈爾和綏化地區(qū)正閃頻數(shù)均為0。

（2）6 個(gè)地區(qū)的閃電頻數(shù)均存在明顯的季節(jié)變化特征，并呈單峰型特征分布。1、2、3 及12月幾乎不發(fā)生閃電；4-5月閃電略有增加；6月閃電開始增多；7月閃電猛增， 達(dá)到峰值；8月閃電開始驟減；9-11月閃電很少發(fā)生。 哈爾濱、黑河、佳木斯、齊齊哈爾和綏化地區(qū)均在7月出現(xiàn)閃電頻數(shù)的峰值， 而牡丹江閃電頻數(shù)的峰值出現(xiàn)在6月。

（3）6 個(gè)地區(qū)的閃電日變化特征都特別明顯，但也均存在差異：齊齊哈爾、佳木斯、牡丹江這三個(gè)地區(qū)下午出現(xiàn)閃電的頻數(shù)明顯少于綏化、 哈爾濱和黑河； 佳木斯和牡丹江這兩個(gè)地區(qū)出現(xiàn)的閃電頻數(shù)峰值與凌晨的極大值相當(dāng)。 一天之中，閃電頻數(shù)出現(xiàn)多個(gè)極值，但各地區(qū)峰值均出現(xiàn)在13 點(diǎn)-15 點(diǎn)之間。

（4）全省閃電分布不均衡，可看出閃電主要集中在大興安嶺和黑龍江中部?jī)蓚€(gè)地區(qū)。

（5）綏化地區(qū)強(qiáng)度為20-100 kA 的總閃頻數(shù)最多，平均強(qiáng)度最高，哈爾濱次之，但是100-200 kA 的閃電頻數(shù)最多。各地區(qū)閃電的閃電強(qiáng)度多集中于20-50 kA，100 kA 及以上的閃電頻數(shù)最少。 各地區(qū)50 kA 以下的閃電頻數(shù)占所有閃電頻數(shù)的50%以上，綏化最高(占84.7%)，黑河最少(占53.8%)。