廣安市閃電特征分析

陳冠宇 楊瑜

四川省廣安市氣象局 四川 廣安 638000

引言

雷電災害是最嚴重的自然災害之一，雷電災害通常造成人員傷亡、電子設備受損、供電故障、火災爆炸、建筑物受損等事故，其中人員傷亡多位于郊區，而電子設備受損常見于城市，為了深入了解廣安市雷電的活動規律，本文著重分析了廣安市近5年的閃電時空特征及強度變化，給防災減災提供必要的數據支撐[1]。

1 資料介紹

四川省現有80套閃電定位儀，其監測數據可實現對閃電時間、經緯度、正負閃、強度等進行連續自動監測。文中采用的數據資料來源于四川省防雷中心的2017-2021雷電監測數據以及LMF1.1雷電監測系統探測的閃電資料，利用MATLAB及ArcGIS等軟件對廣安市閃電的特征進行分析。

2 結果與分析

2.1 正負地閃月分布

廣安市2017-2021年雷電監測資料以及LMF1.1雷電監測系統探測的閃電資料顯示，廣安地區近5年共發生閃電37500次，其中正地閃937次，占閃電總數的2.50%；負地閃36563次，占閃電總數的97.50%。

廣安地區閃電月分布呈雙峰狀，3-5月地閃頻次逐月增加，6月份驟降，7、8月迅速攀升達到全年最高頻次，5-8月發生閃電32682次，占閃電總數的87.15%。5-8月期間共發生正地閃753次，正地閃占全年正閃比例為80.37%，負地閃31929次，負地閃占全年負閃比例為87.32%；正地閃主要集中發生于7、8月份，頻次均大于270次，其余月份頻次相對較低均小于160次，且冬季未監測到正地閃發生；負地閃主要集中于7、8月份，頻次均大于11000次，其余月份頻次相對較低，均小于5000次，且1月、2月、12月未監測到負地閃發生[2]。

圖1 2017-2021年廣安市閃電次數月變化

閃電頻次低的月份中正地閃卻比例較高。正地閃比例較高的月份有4月、9月、10月，正地閃占總閃頻次比例分別為6.05%、6.84%、14.01%；正閃比月分布呈現雙峰狀，4月份出現第一個峰值，然后趨于下降直到9、10月份迎來第二個峰值；正地閃占總閃頻次月均為2.56%，遠遠低于負地閃，且負地閃頻次越高，正地閃占比越低。

2.2 正負地閃日分布

圖2是廣安市總閃頻次日變化情況，每15min統計1次總閃頻次，從圖中可以看出，廣安市閃電頻次日變化曲線呈三峰三谷型，三峰值分別是 5：15-5：30 時總閃頻次為886次、0：00-0：15時總閃頻次為936次、15：00-15：15時總閃頻次為573次；最低谷發生于10：30-10：45時，總閃頻次僅29次，占全天閃電總數的0.08%；21：30至次日1：00時為第一閃電頻次時段，占總地閃的25.3%,13：00-18：00時為第二閃電頻次時段，占總地閃的22.1%，4：45-7：30時為第三閃電頻次時段，占總地閃的18.1%；廣安市閃電活動在中午頻次最低，主要是因為廣安市多對流性天氣系統，受西南低渦與北方冷空氣共同影響，強對流天氣在中午罕有發生。

圖2 2017-2021年廣安市總閃頻次日變化

2.3 正負地閃強度分布

圖3為廣安市負地閃強度等級分布圖，2017-2021年廣安市負地閃強度范圍分布在0~185KA，其中0~10KA強度等級的負地閃頻次最高，負地閃次數占閃電總數的75.2%；10~20KA強度等級的負地閃占閃電總數的19.6%；大于20KA強度的負地閃僅占5.2%，其中出現最大強度的負地閃是184KA[3]。

圖3 廣安市地閃強度等級分布

正地閃強度分布呈單峰型，0~20KA范圍內正地閃的頻次隨閃電強度的增大而增大，當正地閃強度于20KA時，閃電強度不斷增大頻率不斷降低；10~20KA強度等級的正地閃頻次最高，正地閃次數占閃電總數的31.2%；正地閃在各強度等級均有分布，小于70KA的正地閃占閃電總數比例均大于19%；超過100KA強度的正地閃總共出現7次，其中最大強度的正地閃強度達到338KA。綜上可知廣安市閃電強度等級分布特征，負地閃發生頻率高，閃電強度低，主要分布在10KA以下。正地閃發生頻率低，電流強度大，分布范圍廣，在0~338KA均有分布。

2.4 閃電密度空間分布

雷電監測資料顯示鄰水縣正地閃電流強度的年平均值最大，達到30.7kA，其次為華鎣、岳池等地；廣安地區正地閃頻次的空間分布呈明顯的地域性差異，華鎣市正地閃頻率最低，僅占正地閃年平均次數的4.62%，頻率最高的是岳池縣，年平均102次；負地閃頻次最高的是廣安區，達到負地閃年平均次數的38.6%。

圖4是廣安市閃電密度分布圖，由圖可知廣安市閃電地理分布呈分散狀，大致可分為4個區域，廣安區閃電密度最大值達14次/（km2·a）；廣安區中部和華鎣市北部屬于雷電高發區，閃電密度達10~14次/（km2·a），前鋒區中部、武勝縣西北部、鄰水縣中部偏北地區屬于雷電多發區，閃電密度達 8~10次/（km2·a）；可以看出，廣安市閃電分布在空間上呈現出中部匯集，北部多于南部[4]。

圖4 廣安市閃電密度分布圖

廣安市地形呈現三山夾兩槽，中西部丘陵為主，東部為低山區。低層偏南氣流到達華鎣山受地形抬升容易發生動力對流，有利于閃電的產生；廣安處于四川盆地東北部，夏季受到孟加拉灣和南海的水汽與副熱帶高壓的共同作用下容易產生暴雨，強烈的熱力對流有利于閃電的產生。

3 結束語

廣安市冬季無閃電活動；閃電月分布呈雙峰分布，第一峰值出現于5月，第二峰值出現于8月。

閃電頻次較低的月份，正地閃的相對比例較高。

廣安市閃電頻次日變化曲線呈三峰三谷型，閃電活動在中午頻次最低。

廣安市負地閃發生頻率高，閃電電流強度低。正地閃發生頻率低，閃電電流強度大，強度分布范圍廣；負地閃集中分布于0~10KA；正地閃集中分布于10~20KA。

廣安市閃電密度介于0~14次/（km2·a），廣安市閃電密度空間分布呈現出中部匯集，北部多于南部； 廣安區中部和華鎣市北部屬于雷電高發區，閃電密度達10~14次/（km2·a）。