黑龍江省區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

雷電災害已成為了聯合國“國際減災委員會”公布的十種最嚴重自然災害之一。 目前國內外已有許多人（包括美國、日本、巴西、南非等）利用雷暴資料研究了閃電活動的時間、 空間分布特征以及雷電的氣候特征和雷電災害的分布特征。 隨著雷電自動監測技術的日趨完善，我國多個省(市)都已建立了閃電定位監測系統。 黑龍江省氣象局于2005年7月組建了閃電定位監測系統，記錄監測區內的云地閃電，積累了長期系統的閃電監測數據。 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6 個典型地區：黑河（北部）、齊齊哈爾、綏化、佳木斯（中部）、哈爾濱、牡丹江（南部），更細致綜合地分析這幾個地區的閃電時空分布、 雷電流強度及其與正負閃之間的關系， 既可以比較各區域閃電分布的差異，又能較好地代表全省的閃電分布情況。

2 閃電資料來源

本文閃電資料來自于黑龍江省氣象局的ADTD閃電定位系統。 該系統由21 個探測子站組成，單站的探測直徑約為150 km， 系統采用時差和方位混合多站綜合定位方法, 主要探測的是云地閃電, 定位誤差在1000 m 以內。 每個閃電資料包括的信息有時間、位置、性質、強度、陡度、能量等參數，主要提取6個地區的閃電資料分別進行年、季節、月、日時間尺度分析以及強度分布統計。

3 閃電的時空分布特征

3.1 閃電季節變化特征

黑龍江省閃電頻數的季節變化特征明顯， 尤其是夏季雷暴非常集中，常見于午后的對流性天氣。 這6 個地區一年四季的負閃頻數大多多于正閃頻數（除秋季牡丹江和齊齊哈爾地區正閃略多于負閃、 冬季黑河地區正閃略多于負閃）， 負閃頻數占絕大多數。春季、夏季、秋季佳木斯正負閃頻數均為最少；冬季齊齊哈爾和綏化地區正閃頻數均為0。

對2008-2011年黑龍江省6 個地區總閃電頻數統計發現，綏化地區年總閃電頻數為最多，這是由于綏化地區是小興安嶺西麓的山前丘陵地帶， 地勢較高，且境內又有松花江水系和呼蘭河水系，復雜的地形條件和充足的水汽條件使得雷暴頻繁發生。 黑龍江省6 個地區均以夏季閃電頻數最多， 因為夏季太陽輻射強，地面升溫快，另外容易形成午后對流，產生雷暴；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最少，是因為這兩個季節溫度較低，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 個地區的閃電頻數均存在明顯的季節變化特征，并呈單峰型特征分布。1、2、3 及12月幾乎不發生閃電；4-5月閃電略有增加；6月閃電開始增多；7月閃電猛增， 達到峰值；8月閃電開始驟減；9-11月閃電很少發生。 哈爾濱、黑河、佳木斯、齊齊哈爾和綏化地區均在7月出現閃電頻數的峰值， 而牡丹江閃電頻數的峰值出現在6月， 其中綏化地區的閃電頻數最高 （為89,556 次）， 牡丹江的閃電頻數最低 （為20,320 次）。 黑龍江省6 個地區閃電頻數的逐月變化特征與氣候變化關系密切：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 個地區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、牡丹江這三個地區下午出現閃電的頻數明顯少于綏化、哈爾濱和黑河；佳木斯和牡丹江這兩個地區出現的閃電頻數峰值與凌晨的極大值相當。 一天之中，閃電頻數出現多個極值，但各地區峰值均出現在13-15時，哈爾濱、牡丹江和綏化峰值出現在14時，黑河、齊齊哈爾峰值出現在13時，佳木斯峰值出現在15時，其中綏化地區的峰值最高（為20,020 次）。 6 個地區閃電頻數峰值主要集中在13 -15時，原因是由于午后受太陽輻射影響，地面溫度升高，熱力條件相對較好，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空間分布不均衡， 閃電主要集中在大興安嶺和黑龍江中部兩個地區,高值中心主要集中在兩種地區:一部分位于山區,山地迎風坡的強迫抬升作用很大, 因此, 山地是雷暴的重要源地。 此外, 有時氣流過山時, 往往產生背風波,背風波引起的上升運動,促使河谷地區發生新的對流云陰，另一部分位于湖泊或者河流附近,這是因為陸地和水體表面受熱不均勻,造成局地溫差,形成小型的垂直環流, 這種上升運動起到觸發機制的作用,引起強對流的發生。

4 閃電強度分布特征

綏化地區強度為20-100 kA 的總閃頻數最多，平均強度最高，哈爾濱次之，但是100-200 kA 的閃電頻數最多。 強度為30-50 kA 的總閃頻數為最多，其中綏化的總閃頻數最多，哈爾濱次之；其次是20-30 kA， 依然是綏化的總閃頻數最多， 哈爾濱其次；50-70 kA 的總閃頻數為第三， 其中黑河的總閃頻數最多， 綏化其次； 小于20 kA、70-100 kA 及100 kA以上的閃電頻數均相對較少； 佳木斯除小于20 kA的總閃頻數大于黑河外， 其余區間內的總閃頻數是六個地區內最少的，平均強度最低。 各地區閃電的閃電強度多集中于20-50 kA，100 kA 及以上的閃電頻數最少。 各地區50 kA 以下的閃電頻數占所有閃電頻數的50%以上，綏化最高(占84.7%)，黑河最低(占53.8%)。

5 結論

（1）哈爾濱、黑河、佳木斯、牡丹江、齊齊哈爾、綏化6 個地區四季的負閃頻數大多多于正閃頻數 （除秋季牡丹江和齊齊哈爾地區正閃略多于負閃、 冬季黑河地區正閃略多于負閃）， 負閃頻數占絕大多數。春季、夏季、秋季佳木斯正負閃頻數均為最少，冬季齊齊哈爾和綏化地區正閃頻數均為0。

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

（3）6 個地區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、牡丹江這三個地區下午出現閃電的頻數明顯少于綏化、 哈爾濱和黑河； 佳木斯和牡丹江這兩個地區出現的閃電頻數峰值與凌晨的極大值相當。 一天之中，閃電頻數出現多個極值，但各地區峰值均出現在13 點-15 點之間。

（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兩個地區。

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