云南西双版纳地区闪电活动特征

应用2017—2018年云南省VLF/LF三维闪电定位数据和1987—2006年云南省人工雷暴日观测数据,运用数理统计、空间插值等方法分析"雷都"西双版纳闪电活动的时空分布特征,运用网格法将闪电定位数据转化为网格雷电活动日,研究人工观测雷暴日与闪电定位监测资料的相关性。结果表明:西双版纳地区雷电活动从3月就开始逐渐增多,峰值出现在7—8月。就闪电频次而言,云闪少于地闪、正闪少于负闪,正地闪明显多于云南省其他地区。11月闪电强度较大,但频次较少;7月闪电频次较多,但强度较小。云闪多发生在8 km以下,平均高度为4.914 km。地闪和云闪密度分布一致,北部高而南部和东西部低;云闪的强度明显高于地闪,但在空间分布上均是北部弱而南部和东西部强。人工观测雷暴日与网格雷电活动日的逐月分布特征较一致。研究还表明:西双版纳在云南省范围内是人工观测雷暴日最多区域,也是网格雷电活动日最多区域。     

2007-2019年湖北省地闪分布特征及雷电强度等级划分

根据2007—2019年地闪监测资料,采用数理统计方法,分析湖北省闪电活动时空分布特征,融合地闪密度和雷电流强度,提出雷电强度的概念,并完成湖北省雷电强度等级划分。结果表明：湖北省以负极性闪电为主,占94.7%,平均正地闪强度为50.2 kA、负闪36.0 kA、总闪37.0 kA。闪电活动主要集中在全年的3—9月、全天的14—20时,闪电活动较弱的月份、时段发生正地闪的比例较高。正地闪强度月变化大致呈“V”型,总闪电和负地闪强度逐月波动变化。雷电流强度日变化主要呈单峰单谷型,正地闪强度09时最大,15时最小,总闪电和负地闪13—14时雷电流强度最小,05时最大。地闪密度和雷电流强度存在地域性差异,整体呈东高西低分布特征。湖北省雷电强度可划分为高、中、低3个等级,高值区主要位于湖北东部的大别山、幕阜山与江汉平原交汇地带以及湖北西部山区向江汉平原的过渡地带;湖北西南、湖北西北以及湖北个别边缘区域雷电强度等级较低;中值区主要分布在湖北中部平原一带。     

1971—2008年青岛地区雷电时空分布特征

选取1971—2008年青岛地区7个地面观测站雷暴日资料和2006—2009年闪电定位系统监测资料,统计分析青岛雷暴的时空分布规律,并以某大型石化项目为例,分析了该区域地闪的分布特征。结果表明：近38 a青岛地区雷暴日空间分布自东南向西北逐渐增多,季节性分布特征明显,主要集中在7月和8月。根据闪电定位资料,借助分析软件得出该石化项目附近雷电流强度分布图和雷电流累积概率分布曲线,进而得出对应的雷电流强度值,最大值为41.68 kA。利用闪电定位系统提供的地闪次数计算地闪密度Ng比用人工观测资料计算的结果更为客观,研究结果可为雷电灾害风险评估提供评估参数。     

杭州市雷电活动特征及雷电灾害区划

利用杭州市1966—2005年雷暴日资料和2008—2009年闪电定位资料,运用ArcGIS空间分析技术结合数理统计方法,分析杭州市雷电活动时空分布特征,并采用地闪密度空间分布与最大地闪强度空间分布的叠置作为雷电风险的主要评价指标,得到杭州市雷电灾害致灾危险性区划。分析结果表明,在时间分布上,杭州市雷暴天气多发生在夏季和午后时段;在空间分布上,杭州市地闪密度较大地区多集中在山脉向阳坡、迎风坡以及大面积水域向陆地过渡的区域。杭州市雷电灾害风险高值区主要集中在上城区、江干区、滨江区、西湖区西部以及淳安县西南部、富阳市大部、余杭区西部、萧山区中部地区。雷电风险高值区主要集中在人口稠密区、工业集聚区、湖边、江边等,这些都可能与气温、空气湿度、地形地貌、建筑物密集密切相关。     

庆阳市闪电活动与雷电灾害特征分析

选用庆阳市8县区2014—2019年的闪电监测资料与雷电灾害统计资料,利用MATLAB软件,采用数理统计等方法对庆阳市近6年闪电活动与雷电灾害特征进行分析。结果表明:庆阳市年负地闪频次高于正地闪,而正地闪强度高于负地闪。东南部地区闪电频次高于西北地区,中部和西北部闪电强度较大,最大闪电强度为东南角,庆阳市边界地区闪电强度相对较小。闪电活动主要集中在每年的4—8月,其中7月闪电频次最多。负地闪频次与总闪电频次的日变化特征一致,均为单峰单谷型,16时最多,10时最少;正地闪频次的日变化相对平缓。各时刻正地闪的强度均高于负地闪,但两者呈反相变化。雷电灾害主要出现在每年的6—10月,其中以6月发生雷电灾害最多,7月次之。2016年雷电灾害最多,达47次,且由此造成的直接经济损失尤其是农业损失最为惨重。庆阳市大部分地区的雷电灾害的风险等级较低,东部风险等级高于西部,南部高于北部;雷电灾害风险等级高的地区闪电活动频次及强度远高于等级低的地区,正地闪强度高于负地闪。雷电灾害多数由负地闪造成,较重的雷电灾害事故为正地闪引起。     

基于雷电易发评价体系下的广西雷电区划

利用1960—2013年广西地面气象站观测雷暴资料、2009—2018年二维雷电监测定位资料和2016—2018年三维雷电定位监测资料,以闪电密度为评估要素,建立层次分析模型,绘制广西雷电易发区划图;并加载环境高程数据、2000—2019年雷灾数据以及2005年—2018年广西人口、GDP统计资料,计算雷电灾害风险值,绘制广西雷电灾害风险区划图。结果表明,广西雷电易发区划分为极高易发区、高易发区、中等易发区三个等级,其中以中等易发区为主,该区面积约占全区总面积的47%;极高易发区域主要分布在桂南、桂东南及桂东地区。广西雷电灾害风险划分为极高风险、高风险和中等风险三个等级,以中等风险为主,广西雷电灾害风险区划与雷电易发区域分布态势基本一致,等级变化趋势由沿海向内陆递减。     

我国中东部3-9月云-地闪电密度和强度分布特征

我国比较完整的云-地闪电(简称地闪)活动的气候规律研究尚较缺乏。基于我国国家雷电监测定位网2009—2013年3—9月地闪观测资料统计分析了我国中东部地闪密度和强度的时空分布和不同等级分布特征。结果表明:我国中东部总地闪密度空间分布同年平均雷暴日、卫星观测的闪电密度等的空间分布虽存在一些差异、但具有很大的相似性。我国中东部呈现3个显著的高地闪密度区和3个次高地闪密度区。总地闪密度候变化和日变化均为单峰型;总地闪日变化峰值为北京时间16时左右,正地闪峰值滞后总地闪约1小时;春季和上午时段正地闪占总地闪的比例较高。我国中东部99百分位的极端日总地闪密度、时总地闪密度、地闪强度分别为1.2次/(d×km~2)、0.8次/(h×km~2)、135.8 kA。总地闪高强度事件频率分布同正地闪高强度事件差异较大,大于39.1 kA的总地闪高强度事件发生次数最多的区域为珠江三角洲区域,而大于60.6 kA正地闪高强度事件发生次数最多的区域为四川东部。不同区域之间的日地闪密度和强度等级存在差异,长江中下游区域不同等级的日总地闪密度阈值最高;西南区域不同等级的总地闪强度阈值高于其他区域。研究结果为我国不同等级的雷电预报提供了气候统计基础。     

绵阳地区夏季雷电特征分析及雷电流辐值概率分布算法修正

利用四川省绵阳地区2017—2019年6—8月闪点定位系统资料,对绵阳地区闪电频次、雷电流幅值和闪电密度分布进行研究。利用GIS软件获取地闪点的高程,分析了闪电频次空间分布特征,结果表明:闪电频次随纬度增加呈先增后减趋势,随经度分布呈现双峰特征,多发生于下垫面海拔高度400~600 m区域;绵阳地区地闪密度有三个高值中心分别位于安县西桑枣和雎水、江油东北二郎庙、绵阳市游仙区杨家湾地区,结合高程分析发现地闪多发区位于山地与平原交汇处偏向低海拔一侧。分析比较了目前常用的防雷计算方法规程法和IEEE推荐公式,在此基础上对绵阳雷电流幅值数据拟合分析,提出适用于本地的雷电流累计概率分布函数和概率密度计算公式。      

江西省夏季负地闪时空差异性分布特征

利用2013—2022年负地闪资料和江西省ADTD闪电资料,挑选2016、2018、2019年为重点研究样本,首先剔除研究区域外原始资料,保障研究样本可靠性,其次采用非参数核密度估计法（Kernel Density Estimation,KDE）,对不同年份雷电流强度概率进行估计,进而研究江西省夏季（6—8月）闪电活动时空分布差异性。结果表明,不同年份江西省夏季负地闪密度在空间分布上存在相似的规律性,南部密度相对北部更大。地闪密度较大位置的雷电流强度并不一定较大,2016、2019年夏季雷电流强度空间分布较为均匀,呈现显著的空间一致性特征。不同年份夏季负地闪频次日分布单峰值分布特征较为显著,活动最为频繁的时段为午后至傍晚,其中2020—2022年活动相对其他年份更为频繁。江西省夏季负地闪雷电流强度极大值概率分布存在明显规律,有90%以上的概率大于-100 kA。     

基于LLS的清远地区雷电活动特征

利用1999—2013年清远气象观测站资料、闪电定位系统(LLS)地闪数据,采用相关分析、线性趋势等多种统计方法,分析清远地区的雷电活动特征。分析表明:近15年清远地区地闪以负地闪为主;地闪数年际变化呈线性增加趋势;地闪月分布集中出现在4—9月份,占地闪总数的96.98%;地闪时分布总体呈单峰特征,一天中地闪频数峰值出现在15:00—17:00,占全天地闪频数的34.13%;年平均地闪密度13.52次·km-2·年-1,呈东南至西北递减;地闪电流集中在10~40 k A之间,占地闪总数72.01%。地闪数与雷暴日数之间正相关特征显著。     

辽宁省雷暴日数的时空变化特征

利用1978—2007年辽宁59个站常规地面观测资料,对雷暴日数的时空变化进行分析。结果表明：辽宁省年平均雷暴日数为28.1 d,在空间分布上呈现从东、西部山区向中部丘陵、平原及沿海地区逐渐递减的特征。1978—2007年雷暴日数总体呈逐渐下降趋势,平均每10 a下降1.2 d;并且有明显的季、月变化,夏季最多,秋季次之,冬季几乎没有发生;3—5月迅速增多,6—8月变化趋于平稳,9—12月迅速减少。雷暴在14—20时发生频率最高,20—02时次之,02—08时最少。雷暴初终间日数平均为175.8 d,最长为295 d,最短为102 d。雷暴初日4月最多,5月次之,3月最少。雷暴终日10月最多,9月次之,12月最少。并呈开始早,结束晚的趋势。     

西天山地区雷暴和闪电特征

利用西天山地区14个气象站1960-2010年雷暴资料和新疆雷电监测网2008年观测资料,分析了西天山地区雷暴和闪电变化特征。结果表明：西天山地区年平均雷暴日数分布呈东西多,南北少的形势。该区域年平均雷暴日数在17.3～85.5 d之间,并以2.7 d/10 a的速率减少。西天山地区雷暴日数的年变化呈单峰型,并在6-7月达到最大值。整个区域以正闪为主,正闪占总闪的比例达66%。该区域闪电电流强度在-130~+63 kA之间,负闪强度大于正闪强度。     

基于闪电聚类方法的西北太平洋区域雷暴活动特征

利用2010—2018年全球闪电定位网(WWLLN)观测资料, 采用基于闪电密度的空间聚类算法(DBSCAN)建立了西北太平洋地区雷暴数据集, 研究了该区域雷暴的时空分布特征, 并进行海陆差异对比。研究结果表明, 在合理设定DBSCAN参数阈值的条件下, 基于WWLLN闪电聚类的雷暴与天气雷达观测在时空分布和过程演变上具有一致性。西北太平洋区域的日均雷暴数为3 869, 雷暴的闪电密集区平均面积为557.91km2, 平均延展尺度为31.99 km, 平均闪电频次为33 str/(h·thu)。在空间分布上, 东南亚沿海地区与热带岛屿的雷暴活动最强, 南海的雷暴活动强于深海。距离海岸线越近的海域其雷暴面积越大。在季节分布上, 整个区域雷暴活动在夏季(6—8月)达到全年最强, 南海雷暴活动6月达到峰值, 而日本东部近海海域的雷暴活动则在冬季达到最强。我国内陆南方地区雷暴3月开始显著增多, 雷暴平均面积达到最大, 但雷暴平均闪电频次5月才达到峰值。在日变化方面, 陆地雷暴活动呈现典型的单峰型特征, 大部分雷暴发生在午后及傍晚。海洋雷暴日变化则较为平缓, 南海具有其独特的雷暴日变化特征。      

青海东部地区雷电灾害易损性分析与区划

利用青海东部地区10个气象台站1997—2012年的年平均雷暴日数,2008—2014年闪电定位数据和1997—2014年雷电灾害资料,将雷暴日数、雷击密度、综合灾度、生命易损模数和经济易损模数作为雷电灾害易损性评估指标,采用层次分析法确定指标的权重,建立了雷电灾害易损性评估模型,依据气象灾害学分级统计法划分出雷电灾害易损性等级,形成了青海东部地区雷电灾害易损性区划图。结果表明青海东部地区雷电灾害易损性区域呈分散分布的特征,极高易损区在大通县、化隆县,次高易损区在湟中县、互助县,中易损区在省会城市西宁市、湟源县,低易损区在乐都区、平安区、民和县和循化县。     

四川省复杂地貌区域雷电活动中大气电场特征研究

利用四川省2009~2019年大气电场仪监测资料,分析了省内平原和高原地区雷电活动中地面电场的变化特征。结果表明:平原地区雷电过程持续时间为30~350min,平均持续时间约为158min;根据地面电场变化趋势,分为两类:地面电场值主要为负的偶极性的电荷结构,地面电场值由正到负的三极性电荷结构。高原地区雷暴云电荷累积速度快,击穿空气发生早,雷电过程发展到旺盛阶段的用时短,雷电过程持续时间为30~360min,平均持续时间约为93min,其分类与平原地区一致。      

华中地区不同地形下的雷暴地闪特征分析

利用湖北省2013—2018年6—8月ADTD闪电探测数据对该地区的闪电活动进行特征分析后发现, 地闪密度和日变化特征与地形密切相关, 其中, 闪电密度高值区出现在海拔500~1 500 m的中尺度山脉向平原的过渡地带以及山脉之间的平原(河谷)地区; 山区的地闪集中在午后至傍晚时段, 具有明显的单峰特征, 平原的地闪日变化相对平缓, 虽然主峰值同样出现在午后, 但夜间地闪活动依然活跃。基于2015—2016年6—8月逐6 min雷达组合反射率拼图产品和地闪资料挑选了94例伴有显著闪电活动的雷暴系统个例, 经统计分析后发现, 雷暴系统的初次地闪、峰值地闪和末次地闪均集中出现在13:00—18:00, 其中, 山区雷暴的地闪持续时间较短, 地闪频数峰值较小; 平原雷暴的地闪持续时间更长, 地闪频数峰值也更大; 山麓雷暴的特征则介于两者之间。利用ERA-Interim再分析资料进行成因分析后可知, 地形强迫和局地热力不稳定是影响湖北山区夏季闪电密度分布和日变化特征的关键因子。      

江苏苏南地区高速公路闪电时空分布特征研究

利用江苏省闪电监测定位系统探测2007—2013年地闪观测资料和2013年云闪观测资料,研究了苏南地区高速公路沿线地闪和云闪的时空分布特征。研究表明:1)苏南地区高速公路的年、月地闪频次具有西部多于东部的分布特征,其中扬溧高速最多;6—8月是地闪出现的高峰期,且西部地区出现峰值时间(7月)早于东部地区(8月);但日地闪频次的峰值出现时间东部(13～16 h)要略早于西部地区(14～18 h)。2)地闪强度(峰值电流)主要集中在20～50 kA,总体趋势是东部大于西部;高速公路地闪强度高值区主要集中在宁镇丘陵以及太湖、长江沿线附近,其中南京绕城高速、扬溧高速镇江段、宁杭高速南京段、沿江高速无锡段、沪宁高速等都是地闪密度较高路段。3)云闪集中发生在5—9月,西部地区云闪频次波动明显,总体呈双峰型月变化分布特征;东部地区云闪频次相对集中,呈单峰型月变化分布特征;西部地区出现云闪日高频次的时间(13～18 h)要早于东部地区(17～18 h)。     

1998-2019年南宁市雷电灾害特征分析

为了更好地揭示南宁市雷电灾害分布特点和发生规律,科学有效指导防雷减灾工作,基于南宁市2006-2019年二维雷电监测定位资料和1998-2019年雷电灾害汇编资料,分析研究了雷电灾害时空分布特征及与雷暴活动的关系。结果表明,南宁市雷电灾害逐月分布特征呈单峰型,5-9月是雷电灾害多发期,10月至次翌年2月是雷电灾害低发期;1998-2019年南宁市发生286起雷电灾害中城市占比略高于农村,农村雷灾以人员伤亡为主,城市则以经济损失为主;5-9月是南宁市闪电活动高发期,6月云地闪最多,11月至翌年2月闪电较少发生;雷电灾害事故数与雷暴活跃度成正相关。     

德清县雷电活动时空分布特征及雷击灾害风险区划

利用近4 a德清县内地闪数据,采用网格法绘制地闪密度图,并对近40a的德清雷暴日数据进行分析,同时对雷击灾害风险进行区划研究。结果表明：20世纪70-80年代德清县雷暴日较90年代和2000年以后偏多|1971-2000年雷暴日呈现下降的趋势,但2000年后雷暴日数呈上升趋势|除12月以外每月均有雷暴发生,7月和8月是雷暴日高发期|春夏季雷暴日较多,秋季次之,冬季较少发生雷暴。雷电主要出现在12-13时和15-16时。至2010年,德清县大部分乡镇的地闪密度均大于4次/km²,落雷密集区面积逐年增加,高密集区有向山区和东北部乡镇扩散的趋势。落雷的分布与地形有密切关系,西北部高海拔山区和海拔在50-200m的低坡丘陵地带落雷密度较大。德清县莫干山至对河口水库一带、县城武康北部、洛舍和钟管镇交界一带及雷甸镇的西南部均为雷电灾害高风险区。