興安盟烏蘭浩特市大氣電場強(qiáng)度變化規(guī)律

趙愛慧

雷電能夠造成人員傷亡、火災(zāi)、爆炸或電氣、電子系統(tǒng)損壞等，嚴(yán)重危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，是常見的氣象災(zāi)害之一。烏蘭浩特市雷暴初日最早出現(xiàn)在4月9日，終日最晚出現(xiàn)在10月31日，初終間日數(shù)最長可達(dá)193天，年雷暴日數(shù)最多可達(dá)40天，雷電災(zāi)害隱患非常大。但是，多年來烏蘭浩特市雷電預(yù)警缺乏客觀、定量的預(yù)警指標(biāo)，雷電預(yù)警水平亟待提高。大氣電場儀是用來測量大氣電場及其變化的設(shè)備，它是利用導(dǎo)體在電場中產(chǎn)生感應(yīng)電荷的原理來測量電場的。當(dāng)云中發(fā)生電荷分離時(shí)，地面電場將發(fā)生相應(yīng)的變化，其強(qiáng)度與云中電荷的積累量和分布有關(guān)，因此通過測量地面大氣電場的變化，可以反演出高空云層電場的變化，可以對局部地區(qū)潛在的雷暴活動做出一定的預(yù)測預(yù)警，從而在易發(fā)雷擊事故的場合，提前預(yù)告雷暴的來臨，減少雷擊傷害事故的發(fā)生，對人身安全和財(cái)產(chǎn)安全起到保護(hù)作用。開展烏蘭浩特市雷電預(yù)警指標(biāo)研究，建立客觀、定量的雷電預(yù)警指標(biāo)，對提高烏蘭浩特市雷電預(yù)警水平，防御和減輕氣象災(zāi)害具有重要意義。

一、資料來源與分析方法

1、資源來源

使用資料為2019年烏蘭浩特市地區(qū)1～10月大氣電場儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，全部來源于興安盟烏蘭浩特市氣象局。設(shè)備安裝于烏蘭浩特市國家基本氣象觀測站內(nèi)（經(jīng)度122度03分、緯度46度 05分、海拔高度274.7米）。

2、分析方法

對數(shù)據(jù)運(yùn)用EXCEL2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與聚類分析。

二、分析結(jié)果

1、2019年1～10月月平均場強(qiáng)變化特征

通過圖一可以看出，1～10月月平均場強(qiáng)以5月最高，7月次之，1月最小。

2、2019年1～10月10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)變化特征

通過圖二可以看出，10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)變化特征完全一致。5月份最高，3月份最小。正電場最大值為66.14V/m，出現(xiàn)在6月份;正電場最小值為0.34V/m，出現(xiàn)在3月份，負(fù)電場最大值為51.93V/m，出現(xiàn)在7月份;負(fù)電場最小值為0.13V/m，出現(xiàn)在1月份。這一規(guī)律與雷暴出現(xiàn)的季節(jié)變化規(guī)律一致。根據(jù)烏蘭浩特市地面觀測記錄雷暴天氣現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)得出，雷暴主要出現(xiàn)在春夏5-9月，冬季未出現(xiàn)雷暴現(xiàn)象。

3、2019年1～10月烏蘭浩特雷暴現(xiàn)象每月出現(xiàn)天數(shù)

2019年烏蘭浩特地區(qū)共記錄雷暴天氣現(xiàn)象23天。其中7月份出現(xiàn)8天最多，6月份7天次之，1～3月與10月未出現(xiàn)雷暴天氣。

4、10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)聚類分析處理

通過與實(shí)際出現(xiàn)雷暴日與大氣電場儀監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，當(dāng)10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)達(dá)到15V/m時(shí)則未來6小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)雷暴現(xiàn)象，為進(jìn)一步保證預(yù)警準(zhǔn)確率，通過對10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)進(jìn)行6小時(shí)、3小時(shí)、1小時(shí)聚類分析，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)法判斷得出雷暴預(yù)警閾值。

三、結(jié)論

通過對2019年烏蘭浩特市地區(qū)1～10月大氣電場儀監(jiān)測數(shù)據(jù)得出：1～10月月平均場強(qiáng)以5月最高，7月次之，1月最小。1～10月10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)變化特征完全一致。5月份最高，3月份最小。通過與實(shí)際出現(xiàn)雷暴日與大氣電場儀監(jiān)測數(shù)據(jù)分析得出，當(dāng)10秒鐘、1分鐘、1小時(shí)平均場強(qiáng)達(dá)到15V/m時(shí)則未來6小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)雷暴現(xiàn)象。

（作者單位：137400內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟烏蘭浩特市氣象局）