2010-2016年秦皇島地區(qū)地閃分布特征

張一博，李瑞盈

（秦皇島市氣象局，河北 秦皇島 066000）

秦皇島是全國著名旅游城市，北部為山區(qū)，東南部臨海，受海洋影響，夏季多強(qiáng)對(duì)流天氣，是地閃高密度區(qū)，汛期為閃電頻發(fā)期。2010年8月21日秦皇島海港區(qū)北港鎮(zhèn)西連峪村遭雷擊，擊壞村民生活用水水泵房，水泵變頻系統(tǒng)控制箱、三相開關(guān)、單相刀閘及配套線纜被燒毀，3臺(tái)電視機(jī)、23盞路燈被損壞，村民飲用水中斷，直接經(jīng)濟(jì)損失1.2萬元。文章利用2010-2016年秦皇島地區(qū)地閃定位資料分析秦皇島地閃分布、雷電流幅值等，研究雷電分布規(guī)律，為探究當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)提供參考。

1 資料與方法

選取2010-2016年4-10月秦皇島地區(qū)雷電發(fā)生時(shí)間、經(jīng)緯度、極性和強(qiáng)度、陡度等，根據(jù)經(jīng)緯度信息將閃電數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)青龍滿族自治縣、盧龍縣、昌黎縣、撫寧區(qū)、秦皇島市，對(duì)秦皇島地區(qū)地閃分布特征分析。

秦皇島各地雷擊大地密度值1.54～4.59（表2）。其中北戴河區(qū)最高4.59，盧龍縣第二3.97，撫寧區(qū)2.46，其他地區(qū)均在2以下。青龍大部分為山區(qū)，盧龍、撫寧、昌黎為山地丘陵區(qū)，撫寧、昌黎西部至沿海分別為山麓平原、濱海平原。多樣地形加上海洋影響，造成秦皇島各地雷擊大地密度分布復(fù)雜性（圖1）。北戴河區(qū)4-10月地閃密度達(dá)最大值，旅游旺季雷擊災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增大。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 地閃總體分布

2010-2016年4-10月秦皇島地區(qū)年均地閃19363次，其中正地閃1414次，僅占總閃數(shù)7.9%，負(fù)地閃次數(shù)遠(yuǎn)大于正地閃；正地閃平均強(qiáng)度均在45kA以上，約為負(fù)地閃平均強(qiáng)度2倍，以上符合負(fù)地閃與正地閃發(fā)生的一般規(guī)律。正地閃發(fā)生時(shí)陡度較負(fù)地閃小，而電流強(qiáng)度較負(fù)地閃大，表明正地閃持續(xù)時(shí)間較負(fù)地閃長(zhǎng)，秦皇島市區(qū)正地閃比例達(dá)12.3%，遠(yuǎn)大于其他地區(qū)（表1）。

表1 2010-2016年4～10月秦皇島各地區(qū)地閃統(tǒng)計(jì)

2.2 雷擊大地密度

雷擊大地密度（Ng）表示單位面積土地在一定時(shí)間內(nèi)接受雷擊總數(shù)。即

Ng=一定時(shí)間內(nèi)總地閃數(shù)/該區(qū)域土地面積（次/km2）

得到2010-2016年4-10月秦皇島各地區(qū)雷擊大地密度（表 2）。

表2 2010-2016年4～10月秦皇島各地區(qū)地閃密度

2.3 雷電流幅值概率

2010-2016年秦皇島地區(qū)正地閃電流分布與負(fù)地閃相比分散性較大，正地閃平均電流強(qiáng)度47.61kA，電流強(qiáng)度頻率最高20-40kA，占總數(shù)30%；雷電流60kA以下正地閃占總數(shù)73%；而100kA以上強(qiáng)電流占總數(shù)8%，極大值達(dá)200kA以上；負(fù)地閃電流強(qiáng)度平均27.96kA，占負(fù)地閃總數(shù)52%，60kA以上負(fù)地閃進(jìn)站總數(shù)4%，電流強(qiáng)度＞100kA負(fù)地閃較少（圖2）。

2.4 地閃月平均變化

圖1 秦皇島雷擊大地密度分布圖

2010-2016年4-10月秦皇島地區(qū)雷電主要在夏半年，從4月雷電逐漸增多，進(jìn)入汛期（6月）后，地閃次數(shù)較4、5月增加近10倍，8月地閃總數(shù)達(dá)4月的20倍；9月地閃總數(shù)驟減但仍高于5月。正、負(fù)地閃次數(shù)變化與總地閃趨勢(shì)一致。

4月正地閃占總地閃28.11%，8月僅占3.23%，9月總地閃次數(shù)減少，正地閃占7.7%。正地閃占比與總地閃次數(shù)呈負(fù)相關(guān)，隨地閃次數(shù)增多正地閃減少，地閃次數(shù)減少，正地閃增加。

3 結(jié)語

圖2 2010-2016年4-10月秦皇島地區(qū)正、負(fù)地閃電流強(qiáng)度分布

①秦皇島青龍縣面積最廣，4-10 月地閃次數(shù)最多，但下墊面性質(zhì)單一，雷擊大地密度排第五。昌黎、撫寧、盧龍地貌復(fù)雜，雷擊大地密度較高。秦皇島市區(qū)雷擊密度差距較大，可能與海陸分布有關(guān)，有待研究。

②秦皇島夏半年雷電流強(qiáng)度在20～40 kA，總地閃平均強(qiáng)度37.79 kA，負(fù)地閃發(fā)生概率遠(yuǎn)大于正地閃，正地閃電流強(qiáng)度大于負(fù)地閃，這是由于正、負(fù)地閃產(chǎn)生機(jī)制不同。夏半年正地閃比例與總地閃次數(shù)呈負(fù)相關(guān)。