2019年貴州省雷電活動特征分析

張淑霞 吳安坤 李迪 陳春

摘 ?要：利用貴州省VLF/LF三維閃電監測定位系統所取得的閃電監測資料，統計分析了貴州地區閃電活動特征。結果表明：負閃頻數高于正閃、云地閃頻數高于云閃，春秋季正閃比例高、夏季正閃比例低、冬季幾乎無閃電活動;閃電活動一天中變化總體呈反正態分布形態，峰值時段在午后16：00-次日04：00，峰谷時段在清晨07：00-14：00;閃電活動總體分布特征為南多北少、西多東少;閃電主要集中在畢節北部、六盤水大部分區域和黔西南地區，低值區位于遵義西北部和東北部，銅仁西部和黔東南東部等地。

關鍵詞：雷電活動;閃電密度;特征分析

中圖分類號：P429 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）25-0053-03

Abstract： The characteristics of lightning activity in Guizhou are analyzed using the data of three-dimensional lightning monitoring and positioning system VLF/LF. The results show that the frequency of negative lightning is higher than that of positive lightning and cloud to ground lightning is higher than that of cloud to ground lightning. The proportion of positive lightning is high in spring and autumn， low in summer and almost no lightning activity in winter. The change of lightning activity in a day is generally in the form of arcuate distribution. The peak time period is from 16：00 in the afternoon to 04：00 the next morning， and the valley time period is 07：00-14：00. The overall distribution of lightning activity is more in the South than in the north and more in the West There is less lightning in the East; the lightning is mainly concentrated in the north of Bijie， most of Liupanshui and southwest of Guizhou， the low value area is located in the northwest and northeast of Zunyi， the west of Tongren and the east of southeast of Guizhou.

Keywords： lightning activity; lightning density; characteristic analysis

1 概述

雷暴（Thunderstorm）作為一種常見的強對流天氣系統，是產生于積雨云中并伴有閃電活動、陣性降水過程，且時常出現冰雹、局部大風等災害性天氣過程[1]。一次雷暴活動包括成百上千個回擊過程，一次回擊過程具有放電時間短、電流強度大等特點，能夠直接造成人員傷亡、建筑物等其他設施設備受損。此外，瞬間的高電位、瞬變的電磁輻射可導致微電子設備損壞，同時極易造成易燃易爆場所由于電火花引發火災及爆炸事故[2]。近年來，隨著快速發展的社會經濟和不斷提高的民眾生活水平，雷電災害對整個社會造成的影響愈發嚴重[3]。

貴州地處云貴高原東側，地勢由西至東呈現三級梯狀大斜坡，其中西部海拔2400m以上經中部1200-1400m，后至東部500-800m[4]。特殊的地理位置和地形環境，造成境內冷暖空氣頻繁交匯，局地氣流變化明顯，極易出現雷暴天氣過程，引發雷電災害事故[5]。本文采用2019 年貴州省三維閃電監測資料，分析雷電活動時空分布的特點、規律，期望為貴州省的雷電災害防御工作提供參考。

2 資料來源

閃電監測數據來源于貴州省VLF/LF三維閃電監測定位系統，該系統由16個VLF/LF三維閃電探測站組成閃電監測站網、雷電數據處理中心站及對應數據處理、圖形顯示、閃電數據庫組成。采用空間TOA定位算法根據接收到的多站點探測數據，進行相關性分析并計算出閃擊位置，完成三維位置解算，返回正云地（+CG）、負云地（-CG）、正云閃（+IC）、負云閃（-IC）發生的時間、經緯度、雷電流強度、云閃高度等參數。

3 閃電活動特征分析

2019年貴州省共發生閃電1370408次，其中云閃（云間或云內放電）371660次，占27.1%，最大高度15.4km，最小高度0.3km，平均高度6.2km，標準差4.1km;負閃1064337次，占77.7%。正閃最大強度244.1kA，出現在黔南州龍里縣，最小強度0.7kA，出現在畢節市威寧縣，各市州強度均值介于22.4-36.8kA，平均強度28.5kA，標準差34.6 kA;負閃最大強度248.7kA，出現在畢節市赫章縣，最小強度1.0kA，出現在六盤水市六枝縣，各市州強度均值介于22.6-26.3kA，平均強度24.3kA，標準差17.9kA（見表1）。

3.1 時間分布

3.1.1 月變化

從貴州省2019年閃電逐月分布看，閃電的季節性分布特征明顯，閃電主要出現在夏季，由圖1可以看出一年中全閃電活動變化趨勢（包括：地閃、云閃、正閃、負閃）呈現一致性分布，呈準雙峰形態。據不完全數據推算，貴州省總正/負閃電的電流強度值在一年內的變化趨勢比較固定。對于總的負閃電流強度而言，月頻變化主要分布在3-10月，集中分布在4-7月。11月-次年2月是平滑區;3-4月是第一個總負閃增值區域;4-5月是一個總負閃遞減區域;5-6月是第二個總負閃增值區域;6-8月是第二個總負閃遞減區域。負閃總電流強度一年中出現兩個峰值分別是4月和6月。

6月份是閃電高發期，閃電次數占全年閃電總數的31.18%，3-5月以及7-8月閃電活動較為活躍，5個月合計閃電次數占閃電總數的65.48%，10月僅有少量閃電活動，而1月以及11-12月無閃電活動。6月閃電活動最為頻繁，閃電次數為438749次，8月次之，為273333次，7月、4月、5月依次排列。對全年閃電次數而言，閃電次數出現兩個峰值分別是4月和6月。

3.1.2 日分布

利用閃電定位資料分析得到貴州地區2019年閃電頻數時間變化分布，從圖2可以看出：閃電時間分布，高發時段為16：00-次日04：00，閃電低發時段為07：00-14：00，主峰在21：00-23：00，次峰在01：00-03：00。這主要還是由于貴州特殊的地理環境導致的，全省95%的土地都是山脈。因為白天天氣熱，大量水蒸氣上升到大氣中，白天，太陽輻射曬熱地表，地表再加熱空氣。此時，近地面的空氣受熱，攜帶著水汽開始不停的上升（水汽要到達高空受冷后才有可能成云致雨）。可是，山脈卻阻擋著太陽輻射，山谷的空氣沒法被加熱起來。空氣上面熱，下面冷，無法做上升運動。但到了晚上，被曬了一天的石頭迅速散熱，這一散比水體更快，所以山坡上的溫度比河谷更低。冷空氣沿著山坡下滑到谷底，同時把谷底附近的暖濕空氣擠壓抬升，水汽在上升的過程中逐漸冷卻，凝結成云。再者大量云層受到高能射線或帶電粒子的作用逐漸積累了大量電荷，當帶有正負電荷云層靠近時，或帶電云層與距離地面較近的潮濕空氣都會發生巨大能量地放電，為雷暴天氣的產生提供了必要條件。

3.2 空間分布

2019年貴州地區閃電活動的總體分布特征為南多北少、西多東少，西南地區閃電密度明顯大于東北地區（見圖3）。閃電主要集中在畢節北部、六盤水大部分區域和黔西南地區，其中六枝及六枝周邊部分區域、望謨、羅甸等閃電密度大于8.0次;而低值區位于遵義西北部的赤水和東北部的道真、務川，銅仁西部的沿河、德江和黔東南東部的黎平等地，其中大部分地區閃電密度小于2.0次。

4 結論

（1）2019年共發生1370408次閃電，其中負閃的閃電次數遠遠大于正閃的閃電次數。負閃1064337次占77.7%。春秋季正閃比例高，夏季正閃比例低，正閃比例與閃電次數成反向變化。

（2）閃電的季節性分布特征明顯，閃電主要出現在夏季的6、7、8月份，占全年閃電總數的70.23%，冬季幾乎無閃電活動。

（3）閃電活動一天中變化總體呈反正態分布形態，峰

值時段在午后16：00-次日04：00，峰谷時段在清晨07：00-14：00。

（4）閃電活動總體分布特征為南多北少、西多東少;閃電主要集中在畢節北部、六盤水大部分區域和黔西南地區，低值區位于遵義西北部和東北部，銅仁西部和黔東南東部等地。

參考文獻：

[1]陳渭民.雷電學原理[M].第二版.北京：氣象出版社，2006.

[2]蘇邦禮，崔秉球，吳望平.雷電與避雷工程[M].廣州：中山大學出版社，1999.

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