安徽地區(qū)閃電時空分布特征

祁凱 楊鳳霞 厲從明 張慶奎

摘要 利用2007-2009年安徽省閃電監(jiān)測定位儀系統(tǒng)資料，對安徽地區(qū)閃電活動的時間和空間分布進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)安徽地區(qū)的閃電活動規(guī)律具有明顯的季節(jié)性特征，夏季（6-8月）是閃電活動的高峰期，其次是春季（4-5月）；閃電活動具有明顯的日變化特征，閃電活動主要發(fā)生在每天的12：00-21：00，其他時間閃電頻數(shù)較少；安徽地區(qū)的平均雷擊大地密度在2～8次/（km2·a），極大值位于六安境內(nèi)，其閃電密度達(dá)到了15次/（km2·a）；各月閃電平均強(qiáng)度在50 kA左右，平均閃電強(qiáng)度無明顯的年變化規(guī)律。這些閃電特征值可以為雷電防護(hù)與雷電災(zāi)害評估提供一些理論參考。

關(guān)鍵詞 安徽地區(qū)；閃電定位儀系統(tǒng)；閃電分布特征

中圖分類號：P427.32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-890X（2016）09-00-02

隨著監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步，逐漸采用閃電定位儀系統(tǒng)來進(jìn)行大范圍的雷電自動監(jiān)測，定位檢測系統(tǒng)因技術(shù)優(yōu)勢在國內(nèi)外獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，為各地獲得大范圍測量地閃密度提供了有效手段，許多國內(nèi)外很多專家學(xué)者都對閃電定位資料進(jìn)行了研究探討。Orville[1]等利用1989-1996年期間美國云地閃資料計算平均閃電密度、年雷暴時數(shù)和閃電頻數(shù)；還利用美國1995-1997年云地閃資料分析地閃頻數(shù)、正閃百分率和正負(fù)閃峰值電流等。朱傳林[2]等利用2006-2009年閃電定位儀資料對南京地區(qū)閃電活動特征進(jìn)行了分析。王學(xué)良[3]等利用湖北省2006-2007年閃電資料從閃電的極性分布、日變化、月變化、強(qiáng)度和密度等方面進(jìn)行了研究。本文利用安徽省氣象局提供的2007-2009年閃電資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，研究安徽地區(qū)閃電活動的規(guī)律，為雷電防護(hù)提供相關(guān)依據(jù)[4]。

1 安徽省閃電監(jiān)測系統(tǒng)概況及資料來源

本文所用到的閃電資料采用安徽省LD-Ⅱ型閃電定位系統(tǒng)2007-2009年的完整原始閃電記錄。由于原始記錄數(shù)據(jù)全部是由大量的TXT文本組成，需要處理大量的文本數(shù)據(jù)。本文選擇Matlab軟件進(jìn)行編程，然后對閃電資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 安徽地區(qū)閃電時空分布特征分析

2.1 閃電頻數(shù)的時間分布特征

對2007-2009年的閃電資料進(jìn)行處理等到每個月的平均閃電頻數(shù)，圖1給出了安徽地區(qū)的閃電頻數(shù)年分布圖。由圖1可以看出，正閃和負(fù)閃呈典型的單峰值分布，都在7月達(dá)到最大值，所占比例分別為全年的32.1%和40.0%。正負(fù)閃電大多發(fā)生在夏季，在冬天發(fā)生閃電最少。負(fù)閃占總閃電的比例最大，達(dá)到了96.9%，并與總閃電的分布特征基本相同，而正閃極少發(fā)生。

由圖2可以看出閃電的日變化呈現(xiàn)出雙峰分布，主峰值在16：00，次峰值在06：00；閃電集中分布在12：00-21：00，其他時辰閃電頻數(shù)較少。

2.2 閃電頻數(shù)和強(qiáng)度的空間分布特征

利用2007年-2009年的閃電定位資料，結(jié)合安徽的邊界地圖，利用suffer軟件繪制出安徽地區(qū)的閃電密度分布圖和閃電強(qiáng)度分布見圖5、圖6。

由圖3可看出，安徽地區(qū)的平均雷擊大地密度在2～8次/（km2·a），極大值位于六安境內(nèi)，其閃電密度達(dá)到了15次/（km2·a）；還有其他高值區(qū)散落于阜陽、巢湖和安慶境內(nèi)，都達(dá)到了10次/（km2·a）；閃電低發(fā)區(qū)主要位于蕭縣與碭山境內(nèi)。由圖4可看出安徽大部分區(qū)域的平均雷擊強(qiáng)度在5～85 kA，最大可達(dá)到185 kA，雷擊強(qiáng)度相對較大的區(qū)域位于巢湖、馬鞍山一帶。

2.3 閃電強(qiáng)度時間分布規(guī)律

分別統(tǒng)計2007年1月1日-2009年12月31日期間各月的所有閃電強(qiáng)度樣本，制成方框-端須圖，如圖6所示。假定閃電強(qiáng)度數(shù)值呈準(zhǔn)正態(tài)分布，在每個長方框的上下端，代表準(zhǔn)正態(tài)分布兩端占樣本總數(shù)25%個例的閃電強(qiáng)度數(shù)值（平均），方框里的黑線代表占樣本總數(shù)50%個例的閃電強(qiáng)度數(shù)值（平均），方框中的“□”表示樣本均值，從長方框上下端延伸出的粗黑線的端點(diǎn)，代表占樣本總數(shù)5%個例的閃電強(qiáng)度數(shù)值，“×”代表占樣本總數(shù)1%個例的閃電強(qiáng)度數(shù)值，最下端和最上端的短線“-”表示該月份所有閃電強(qiáng)度樣本的最小值和最大值。

由圖5可以看出：閃電強(qiáng)度值相對比較集中，主要集中在5～200 kA，超過50%的樣本分布在20～100 kA；各月平均閃電強(qiáng)度在50 kA左右，平均閃電強(qiáng)度無明顯的年變化規(guī)律。

由閃電強(qiáng)度的分布特征可以看出，與閃電頻數(shù)不同，閃電強(qiáng)度隨時間的分布無明顯規(guī)律，一年中各月各時次均有可能發(fā)生強(qiáng)閃電，但由于閃電集中發(fā)生在6-8月的12：00-21：00，因此該時段內(nèi)強(qiáng)閃電出現(xiàn)頻數(shù)很高。

3 結(jié)論

安徽地區(qū)的閃電活動規(guī)律具有明顯的季節(jié)性特征，夏季的6-8月是閃電活動的高峰期，其次是春季的4、5月份；秋季和冬季閃電活動最弱。

閃電活動具有明顯的日變化特征，閃電活動主要發(fā)生在每天的12：00-21：00，其他時辰閃電頻數(shù)較少。

安徽地區(qū)的平均雷擊大地密度在2～8次/（km2·a），極大值位于六安境內(nèi)，其閃電密度達(dá)到了15次/（km2·a）；還有其他高值區(qū)散落于阜陽、巢湖和安慶境內(nèi)，都達(dá)到了10次/（km2·a）。

閃電強(qiáng)度無年變化特征，一年中各月都有可能發(fā)生強(qiáng)閃電。各月閃電平均強(qiáng)度在50 kA左右，平均閃電強(qiáng)度無明顯的年變化規(guī)律。由于閃電集中發(fā)生在6-8月的12：00-21：00，因此該時段的強(qiáng)閃電頻數(shù)最高。

參考文獻(xiàn)

[1]Orville，Haffines.國外雷電監(jiān)測和預(yù)報研究[M].彭治班，馮桂力，宛霞，等，譯.北京：氣象出版社，2003：26-33

[2]朱傳林，楊仲江，陳翔翔，等.2006-2009年南京地區(qū)閃電活動分布特征[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，4（3）：248-253

[3]王學(xué)良，黃小彥，劉學(xué)春，等.2006-2007年湖北地區(qū)云地閃電時空分布特征分析[J].暴雨災(zāi)害，2008，27（4）：359-362

[4]馮桂力，陳文選，劉詩軍，等.山東地區(qū)閃電的特征分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2002，13（2）：347-355.

（責(zé)任編輯：趙中正）