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湘西自治州2015年閃電時(shí)空分布特征

2015年湖南省湘西州閃電監(jiān)測(cè)定位儀系統(tǒng)資料，對(duì)湘西州閃電活動(dòng)的頻次、電流強(qiáng)度等方面的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)6月是閃電活動(dòng)的高峰期；閃電活動(dòng)主要發(fā)生在傍晚前后（18：00～22：00）；湘西州的平均雷擊大地密度為0.8次/km2，極大值位于鳳凰境內(nèi)，達(dá)到了10次/km2；全年閃電平均強(qiáng)度為83 kA；雷電流強(qiáng)度值主要集中在40 kV以下，占總次數(shù)的69.5%。

湘西州；閃電分布特征

雷電災(zāi)害是公認(rèn)的最嚴(yán)重的10種自然災(zāi)害之一。湘西州位于湘鄂渝黔四省市交界的武陵山區(qū)，是受雷擊災(zāi)害較重的地區(qū)，每年都發(fā)生因雷電造成的人員傷亡事件，并直接造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。本文利用湘西州氣象局提供的2015年閃電資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究湘西州閃電活動(dòng)的規(guī)律，為雷電防護(hù)提供相關(guān)依據(jù)。

1　資料來(lái)源

本文所用到的閃電資料來(lái)自湘西州閃電定位系統(tǒng)2015年的完整原始閃電記錄，使用VB6.0進(jìn)行編程，然后對(duì)閃電資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　湘西州閃電時(shí)空分布特征分析

2.1閃電特征概述。2015年湘西州閃電日數(shù)164 d，總閃電次數(shù)為17 766次，其中負(fù)閃電次數(shù)為14 661次，占總閃電數(shù)的82.5%，正閃電次數(shù)為3 105次，占總閃電數(shù)的17.5%。負(fù)閃電平均電流強(qiáng)度為88.8 kA，正閃電的平均電流強(qiáng)度為55.2 kA，負(fù)閃電最大電流強(qiáng)度-476.6 kA，正閃電最大電流強(qiáng)度468.5 kA，均出現(xiàn)在6月30日。負(fù)閃明顯偏多的原因是雷雨云中正電荷主要聚集在云體的上部，負(fù)電荷主要聚集在云體的下部，致使云體與地面之間更易發(fā)生負(fù)閃。

圖1　閃電頻數(shù)年變化　

圖2　閃電頻數(shù)日變化

2.2閃電的年變化。統(tǒng)計(jì)2015年湘西州逐月平均正、負(fù)閃電的總次數(shù)，如圖1。湘西州閃電頻次的年變化呈明顯的單峰值型，正、負(fù)閃電的峰值均出現(xiàn)在6月，總次數(shù)分別為1 080次、6 398次。全年各月均有閃電發(fā)生，其中6～8月是閃電集中發(fā)生期，共發(fā)生 11 738次，占全年閃電總數(shù)的63.8%。2～5月是閃電發(fā)生的相對(duì)集中期，年平均發(fā)生6 278次，占全年總數(shù)的34.1%。9～12月和1月閃電發(fā)生很少，僅占全年閃電總數(shù)的2.1%。夏季的6～8月是湘西州雷電防御的關(guān)鍵時(shí)期。

2.3閃電的日變化。統(tǒng)計(jì)2015年湘西州逐小時(shí)的平均正、負(fù)閃電總次數(shù)，分析本地閃電頻次日變化。從圖2中可知，湘西州負(fù)閃電頻次的日變化基本呈單峰值型，峰值出現(xiàn)在午后到晚上的18：00～22：00。正閃電頻次的日變化較為平穩(wěn)，每小時(shí)閃電次數(shù)為100余次。每日的14：00～24：00是閃電多發(fā)時(shí)段，占每日總數(shù)的73.9%；每日8：00～12：00是閃電發(fā)生相對(duì)較少時(shí)段，僅占每日總數(shù)的6.5%。因此，每日14：00～24：00是湘西州雷電天氣的多發(fā)時(shí)段，也是雷電防御的關(guān)鍵時(shí)段。

2.4閃電頻數(shù)的空間分布特征。利用2015年的閃電定位資料，結(jié)合湘西州的行政邊界地圖，利用suffer軟件繪制出湘西州的閃電頻次分布圖和閃電強(qiáng)度分布圖。由圖5可看出，2015年湘西州的平均雷擊大地密度在0.88次/km2，極大值位于鳳凰境內(nèi)，其閃電密度達(dá)到了10次/km2；還有其他高值區(qū)散落于瀘溪、花垣和古丈境內(nèi)，為1～8次/km2；閃電低發(fā)區(qū)主要位于龍山與永順境內(nèi)。

圖3　閃電密度分布　

圖4　各段閃電強(qiáng)度頻次百分比

3　閃電強(qiáng)度頻次百分比

對(duì)閃電電流強(qiáng)度值按照10 kA的單位間隔，分別統(tǒng)計(jì)正、負(fù)閃電各段電流強(qiáng)度值出現(xiàn)頻次的百分研究率，分析各段電流強(qiáng)度值的分布特征（圖4）。從圖4分析可知，閃電電流強(qiáng)度值主要集中在1～40 kA之間，總閃占其總數(shù)的65.6%。因此，對(duì)于1～40 kA范圍閃電強(qiáng)度值，在本地雷電防護(hù)工程設(shè)計(jì)、雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中應(yīng)予重點(diǎn)考慮。

［1］王學(xué)良，黃小彥，劉學(xué)春，等.2006～2007年湖北地區(qū)云地閃電時(shí)空分布特征分析 ［J］.暴雨災(zāi)害，2008，27（04）：359～362.

416000湖南省湘西州氣象局朱國(guó)光鄭福維劉寶光