基于ADTD 系統(tǒng)的漳州市閃電特征分析

鄭棟棟，廖燕珍，林溪猛

（1、漳州市防雷中心，福建，363000 2、漳州市氣象局，福建，363000）

基于ADTD 系統(tǒng)的漳州市閃電特征分析

鄭棟棟1，廖燕珍2，林溪猛1

（1、漳州市防雷中心，福建，363000 2、漳州市氣象局，福建，363000）

為了給防雷減災(zāi)工作提供必要的參考依據(jù)，以漳州市2010～2014年閃電監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，運用數(shù)理統(tǒng)計方法并結(jié)合SURFER軟件，對漳州市閃電的時間分布和空間分布特征進(jìn)行了分析。研究表明：閃電主要集中在5～9月份，8月份閃電活動最為強(qiáng)烈；受午后局地對流天氣的影響，一天中，閃電在13-20時發(fā)生最為頻繁；閃電強(qiáng)度主要集中在10～20kA，約占全部閃電的90%以上，20kA以上的閃電很少發(fā)生，不到全部閃電的10%；閃電密度分布呈現(xiàn)出東南向西北遞增，同一緯度上內(nèi)陸多于沿海的特征，其形成原因應(yīng)是海洋和陸地地表熱力作用差異和地形因素共同影響的結(jié)果。

ADTD系統(tǒng)；閃電；特征分析

1 引言

隨著時代的進(jìn)步，人類活動的范圍逐漸變大。近年來出現(xiàn)雷電災(zāi)害逐漸變多，涉及到人類生活的各個方面，其所造成的人員傷害及經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失也呈上升趨勢。雷電災(zāi)害是“國際減災(zāi)十年”委員會公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一，并被國際電工委員會（IEC）確認(rèn)為“電子時代的一大公害”。國內(nèi)很多學(xué)者都對不同地區(qū)的雷電環(huán)境特征進(jìn)行了分析［1-23］，為了深入認(rèn)識閃電的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律提供了科學(xué)的指導(dǎo)。本文著重地分析了近5年漳州市的閃電次數(shù)時空分布特征及閃電強(qiáng)度特征，為及時有效地防御雷電災(zāi)害和研發(fā)雷電預(yù)警系統(tǒng)提供依據(jù)。

2 資料介紹

文中采用的閃電資料來源于福建省氣象局ADTD閃電定位系統(tǒng)探測的地閃資料。福建省氣象局ADTD閃電定位系統(tǒng)的探測范圍覆蓋全省及臺灣海峽，系統(tǒng)可實現(xiàn)對閃電時間、地點、強(qiáng)度等閃電參數(shù)的實時自動連續(xù)監(jiān)測。

本文依據(jù)獲取的漳州市2010～2014年閃電監(jiān)測資料，運用數(shù)理統(tǒng)計等方法，結(jié)合SURFER軟件，對閃電的時間及空間變化特征進(jìn)行詳細(xì)分析。

3 時間分布特征

3.1 月分布特征

圖1是漳州市近5年來月閃電活動規(guī)律。由圖可知，漳州市閃電活動主要集中于5～9月份，占全市閃電總數(shù)的94.7%，其中8月份閃電活動最頻繁，閃電次數(shù)達(dá)8600次。漳州市正閃次數(shù)的月變化基本呈雙峰型，峰值出現(xiàn)在5月和8月。負(fù)閃次數(shù)的月變化基本呈單峰型，與正閃有所不同，2～4月有少量負(fù)閃活動，5月開始負(fù)閃活動逐漸增多，7月有所下降，8月達(dá)到最高值，9-12月呈現(xiàn)出陡降式下滑。

3.2 日分布特征

圖2是漳州市閃電日分布特征，從圖中可以看出，漳州市閃電活動主要集中在13時～20時，占全天閃電總數(shù)的76.7%，其峰值出現(xiàn)在17時。閃電活動在午后至上半夜最為頻繁，主要是因為漳州市為午后多對流性天氣系統(tǒng)，午后至上半夜冷暖氣流交匯頻繁。正閃次數(shù)在一天中任何時候均低于負(fù)閃次數(shù)，但在2時～10時正閃發(fā)生概率較高，比例均在10%以上，凌晨4時最高，達(dá)19.4%。

圖1 2010-2014年漳州市閃電次數(shù)月變化

圖2 2010-2014年漳州市閃電次數(shù)日變化

4 強(qiáng)度分布特征

圖3為漳州市負(fù)閃強(qiáng)度分布圖，由圖可知，負(fù)閃次數(shù)主要集中在0～30kA強(qiáng)度范圍內(nèi)，其中0～10kA強(qiáng)度等級負(fù)閃次數(shù)最多，占閃電總數(shù)的67.8%，10～20kA強(qiáng)度等級負(fù)閃次數(shù)占閃電總數(shù)的25%，20～30kA強(qiáng)度等級負(fù)閃次數(shù)占閃電總數(shù)的2.5%。

圖4為漳州市正閃強(qiáng)度分布圖，由圖可知，正閃覆蓋0～180kA強(qiáng)度范圍，其中0～10kA強(qiáng)度等級的正閃次數(shù)占閃電總數(shù)的0.6%，10～20kA強(qiáng)度等級的正閃次數(shù)最多，占閃電總數(shù)的1.2%，20～30kA強(qiáng)度等級的正閃次數(shù)占閃電總數(shù)的0.7%。近5年來，170～180kA強(qiáng)度等級的正閃僅出現(xiàn)過一次。

綜上閃電強(qiáng)度分布特征可知，負(fù)閃次數(shù)較多，強(qiáng)度較小，基本在10kA左右。正閃次數(shù)較少，強(qiáng)度較大，含蓋強(qiáng)度范圍廣，0～180kA均有分布。

5 空間分布特征

圖3 漳州市負(fù)閃強(qiáng)度等級分布

圖4 漳州市正閃電強(qiáng)度等級分布

本文將閃電定位系統(tǒng)探測到的閃電數(shù)據(jù)根據(jù)經(jīng)緯度劃分為0.1°×0.1°網(wǎng)格，統(tǒng)計每一網(wǎng)格內(nèi)的閃電數(shù)，結(jié)合SURFER軟件，生成漳州市閃電密度分布圖（圖5，見彩頁））。由圖可知，漳州市閃電在地理分布上差別顯著，大致可以劃分為三個區(qū)域，北部的華安、長泰、南靖屬于強(qiáng)雷區(qū)，閃電密度達(dá)6～7次/（km2·a），特別是華安地區(qū)，閃電密度最大值達(dá)7次/（km2·a）；中部的漳州（薌城）、龍海、平和、漳浦和云霄屬于高雷區(qū)，閃電密度達(dá)3～4次/（km2·a），其中平和部分區(qū)域閃電密度達(dá)到4次/（km2·a）；南部的詔安和東山屬于多雷區(qū)，閃電密度達(dá)1～2次/（km2·a）?？梢钥闯觯闹菔虚W電分布在空間上呈現(xiàn)出東南向西北遞增，同一緯度上內(nèi)陸多于沿海的特征，形成這種分布的主要原因應(yīng)是海洋和陸地地表熱力作用差異和地形因素。

（1）海陸作用：閃電產(chǎn)生的基本條件是對流，而對流又分為熱力對流和動力對流兩種。漳州海岸帶地區(qū)閃電密度較內(nèi)陸少的原因有兩個：一是地面粗糙度小，動力抬升作用弱；二是下墊面較單一，受熱較為均勻，各地氣溫差小。熱力和動力兩者共同作用的結(jié)果造成海岸帶地區(qū)對流活動弱，內(nèi)陸地區(qū)的情況則相反。

（2）地形作用：漳州市屬丘陵山地，地勢西北高東南低，博平嶺山脈（戴云山漳州段）橫貫于漳州市中北部地區(qū)（穿過華安、南靖、平和）并與海岸線平行。

6 小結(jié)

（1）漳州市絕大部分地區(qū)全年均有閃電活動，主要集中在5～9月份，其中8月份閃電活動最頻繁。

（2）一天中，閃電活動主要集中在13～20時，其中峰值出現(xiàn)在17時。2時～10時正閃發(fā)生概率較高。

（3）負(fù)閃強(qiáng)度較正閃強(qiáng)，次數(shù)較正閃多。負(fù)閃次數(shù)主要集中在0～30kA強(qiáng)度范圍內(nèi)，其中0～10kA強(qiáng)度等級負(fù)閃次數(shù)最多；正閃覆蓋0～180kA強(qiáng)度范圍，10～20kA強(qiáng)度等級的正閃次數(shù)最多。

（4）漳州市閃電密度介于1～7次/（km2·a）之間。漳州市閃電密度分布呈現(xiàn)出由南向北遞增，同一緯度上內(nèi)陸高于沿海的分布趨勢，其中南部的詔安和東山屬于多雷區(qū)，北部的南靖、長泰和華安屬于強(qiáng)雷區(qū)，其余的中部縣市屬于高雷區(qū)。

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Analysis on characteristics of lighting in Zhangzhou based on ADTD system

Zheng Dong-dong，Liao Yan-zhen，Lin Xi-meng
（1.Zhangzhou Municipal Lighting Prevention Center，F(xiàn)ujian 363000；2.Zhangzhou Municipal Meteorological Service，F(xiàn)ujian，3630000）

Based on lightning monitoring data from 2010 to 2014 in Zhangzhou，the characteristics of spatial and timely distribution of lightning in Zhangzhou were analyzed by using the mathematical statistics method and combining the SURFER software.The results show that:the lightning mainly concentrated in May to September，the lightning activities in August is the strongest；Affected by the afternoon local convective weather，lightning mainly occurs day in 13 to 20；Lightning strength mainly concentrated in 10～20 ka accounting for above 90%of the total lightning，lightning above 20 ka is rare（less than 10%of the total lightning）；lightning density distribution presents increase from the southeast to the northwest，on the same latitude，lightning density distribution of inland is more than that in coastal area，its forming reason is the joint influence of sea-and-land surface thermal effect difference and terrain factors.

ADTD system；lighting；characteristic analysis

S42

A

1673-8411（2016）01-0108-03

2015-10-13

鄭棟林（1982-），男，工程師從事防雷檢測工作。