雷州半岛雷电活动特征分析

发表时间:2021/3/16   来源:《中国科技信息》2021年1月   作者:张文萌 于洲 李绍震 李勤英 符靖茹
[导读] 本文利用了广东省电力部门在广东地区布设的14次DF和TOA闪电定位技术得到的近2年闪电资料,通过统计分析,得到雷州半岛地区雷电活动特征:雷州半岛全年以负地闪为主,负地闪约占总闪电次数的91.9%,正地闪仅占总闪电次数的8.1%;雷电活动季节性分布特征明显,4~10月雷电活动约占全年总闪次数的97.5%,夏季雷电次数最多;雷电高发期雷电活动日变化呈现双峰形态,峰值出现在14:00-15:00和17:

广东省湛江市气象局   张文萌  于洲   李绍震   李勤英   符靖茹   524000

摘要:本文利用了广东省电力部门在广东地区布设的14次DF和TOA闪电定位技术得到的近2年闪电资料,通过统计分析,得到雷州半岛地区雷电活动特征:雷州半岛全年以负地闪为主,负地闪约占总闪电次数的91.9%,正地闪仅占总闪电次数的8.1%;雷电活动季节性分布特征明显,4~10月雷电活动约占全年总闪次数的97.5%,夏季雷电次数最多;雷电高发期雷电活动日变化呈现双峰形态,峰值出现在14:00-15:00和17:00-18:00,谷值出现在22:00-23:00;雷电密度较大的区域主要在 20°N -22°N,100.5°E -111°E,有两个强活动中心分别在廉江市河唇镇一带和雷州市沈塘镇一带,边缘地区雷电密度较小。
关键词:雷州半岛;雷电活动特征;雷电密度;雷电流强度
        引言
        雷电是伴随强雷暴天气过程而产生的,是发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射的灾害性天气现象。雷州半岛地处热带气候带的北缘,纬度较低,濒临南海,经常受到来自内陆西风带天气系统(高空槽、切变线、低涡等)和海洋热带天气系统(东风波、辐合带、热带气旋等)的影响,天气复杂多变,强对流天气频发,尤其是雷暴天气出现频率很高,一年四季都有,属于全国多雷区,每年都会发生多起雷击事故,造成严重的经济损失甚至人员伤亡。因此,研究雷州半岛地区雷电活动的规律、特征,对雷电防护工作和雷电监测预警具有重要意义,也为进一步开展防雷减灾工作提供依据。
        1.资料简介
        本文利用了广东省电力部门在广东地区布设的14次DF和TOA闪电定位技术得到的2016年1月-2017年12月闪电资料,该闪电定位系统探测器的分布较为合理,各探测站几乎覆盖了广东省全境,资料包括雷击发生的时间、地点(经纬度)、雷电流幅值、闪电极性及回击次数等雷电参数。从获得的资料中,用Arcgis软件和Matlab软件筛选出雷州半岛地区2016年-2017年的闪电资料,分析雷州半岛雷电活动的基本情况、时间分布特征(月分布、日分布)、雷电流强度分布特征及雷电密度空间分布特征的情况,为进一步开展雷电防护工作、雷电灾害的监测和预警提供依据。
        2.雷州半岛雷电活动基本情况
        雷电过程主要发生在积雨云中,通常云底为正电荷,地面为负电荷时,闪电电流为正,称之为正闪;云底为负电荷,地面为正电荷时,闪电电流为负,称之为负闪;正闪和负闪之和称为总闪。通过统计获得的资料,雷州半岛地区2016年发生闪电136863次,2017年发生闪电73558次,共计210421次。其中,正地闪17049次,负地闪193372次,正地闪约占总闪电次数的8.1%,负地闪约占总闪电次数的91.9%,雷州半岛全年主要以负地闪为主。
        3.雷州半岛雷电活动时间分布特征
        3.1雷电活动月分布特征
        从雷州半岛2016年和2017年各月雷电次数分布(图1)来看,虽然2016年和2017年相应各月雷电次数相差较大,但是雷州半岛地区雷电的季节性分布特征明显:雷州半岛雷电主要出现在春、夏、秋季,也就是4月~10月,其中夏季雷电次数最多,也是雷电灾害的高发期,冬季较少。
        雷州半岛地区2016年4月~10月共发生雷电133389次,占2016年全年总闪次数的97.46%,2017年4月~10月共发生雷电71707次,占2017年全年总闪次数的97.48%。其中,2016年总闪次数出现最多的是8月,占2016年全年总闪次数的19.46%,2017年总闪次数出现最多的是7月,占2017年全年总闪次数的38.03%。因此,这一季节是防预雷电灾害的重要季节。

        3.2 雷电活动日变化特征
        图2是选择了雷州半岛2016年和2017年雷电活动最为频繁的7月和8月的所有雷电数据得到的雷电活动日变化分布情况。从图中可以看出:雷州半岛雷电高发期雷电活动的日变化较复杂,主要呈现双峰形态,峰值出现在14:00-15:00和17:00-18:00,谷值出现在22:00-23:00,而08:00-12:00期间雷电活动较少。这主要与午后出现强对流天气密切相关,夏季太阳辐射在中午达到最强,地面升温明显,大气层结易不稳定,因此雷电多发生在14:00以后,且在17:00-18:00达到日最高峰值。另外,雷州半岛夜间的雷电活动也不可忽视,存在一个小峰值,出现在02:00-03:00。

                                                   

        4.雷州半岛雷电密度空间分布特征
        雷州半岛地区2016年平均闪电密度约为11.72次·km-2·a-1,2017年平均闪电密度约为6.29次·km-2·a-1。虽然,2016年与2017年雷电次数相差一个量级,但从图8、图9可以看出,2016年与2017年雷电半岛雷电活动空间密度分布十分相似,具有明显的区域性分布特征,雷电密度较大的区域主要在 20°N -22°N,100.5°E -111°E,有两个强活动中心分别在廉江市河唇镇一带和雷州市沈塘镇一带,边缘地区雷电密度较小。
        出现这一雷电密度分布的原因与雷州半岛地形地貌情况关系密切,雷击一般发生在山区与平原、陆地与水域的交接地带,雷州半岛这两个强活动中心基本上就处在丘陵与平原、水域的交界地区。
        6.结论与讨论
        通过多方面分析雷州半岛的闪电资料,得到其雷电活动特征结论如下 :
        (1)雷州半岛全年主要以负地闪为主,负地闪约占总闪电次数的91.9%,正地闪仅占总闪电次数的8.1%。
        (2)雷州半岛雷电活动季节性分布特征明显,春、夏、秋季较多,冬季较少,4月~10月发生雷电次数约占全年总闪次数的97.5%,其中夏季雷电次数最多,也是雷电灾害的高发期;
        (3)雷州半岛雷电高发期雷电活动的日变化较复杂,主要呈现双峰形态,峰值出现在14:00-15:00和17:00-18:00,谷值出现在22:00-23:00,而08:00-12:00期间雷电活动较少。
        (4)雷州半岛地区雷电活动空间密度分布具有明显的区域性特征,雷电密度较大的区域主要在 20°N -22°N,100.5°E -111°E,有两个强活动中心分别在廉江市河唇镇一带和雷州市沈塘镇一带,边缘地区雷电密度较小。
参考文献
[1]张敏锋,刘欣生,张义军,樊灵孟,钟定珠,周良才,等.广东地区雷电活动的气候分布特征[J].热带气象学报,2012,16(1):46~53.
[2]张敏锋,刘欣生,葛漠.中国不同地区闪电特征分析[A].第二届全国雷电物理、监测及防护科学讨论会论文集[C].1998,45~51.作者简介:张文萌(1992.08)女,汉族,青海省西宁人,本科学历,助理工程师,从事研究方向或职业:雷电防御。

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