中部五省闪电参数特征及其分界线研究
摘要
中部五省作为地理位置毗邻的经济协作区,其气候特征存在较多相似之处,但其雷电参数分布特征如何?整个协作区雷电分布特征与各省雷电分布特征有无异同,闪电活动有没有明显的分界线?开展此类问题研究,无疑对中部五省雷击风险评估、雷电监测和预警、雷电灾害防御以及协作区经济共同发展具有重要意义。文中利用我国中部五省52 个闪电监测站2007 — 2010 年闪电定位资料,分析该区域闪电的电流强度、陡度、正负闪电比例等参数特征可知:各省雷电流强度、陡度正负闪比例等参数差异较大。分析中部五省各县的闪电密度,结果表明:五省协作区内各县闪电密度具有较大差异,高值中心主要分布在湖北的嘉鱼、咸宁、鄂州、当阳、黄石,江西的新建、星子,安徽的广德,低值中心主要分布在河南的信阳、郑州市上街区、南阳、台前,湖南的洪江。统计不同纬度带雷电流的平均强度、陡度以及闪电频数最值出现的时间可以看出:闪电参数在30.5°N 纬度带南北呈现不同变化特征:(1)30.5°N 附近正负雷电流强度绝对值均最小;从36.5°— 30.5°N,正闪雷电流强度整体呈下降趋势,从82.10kA 下降到56.13kA,负闪雷电流强度在32.5°N 附近形成极大值后,在30.5°N 附近迅速下降;从30.5°— 24.5°N 正负雷电流强度绝对值呈上升趋势,正闪雷电流上升趋势较明显,负闪雷电流绝对值上升较平缓。(2)30.5°— 36.5° N 正负雷电流陡度较大,正闪陡度平均值为15.33kA·μs-1,负闪陡度绝对值平均值为13.11kA·μs-1;正、负雷电流陡度在 30.5°N 附近迅速降低,负闪陡度在36.5°—32.5°N 呈上升趋势,自32.5°—30.5°N呈迅速下降趋势,并在32.5°N 附近形成极大值17.29 kA·μs-1;30.5°—24.5°N,正闪陡度呈上升趋势,从13.81 kA·μs-1 上升至14.43 kA·μs-1,负闪陡度呈下降趋势,从12.27 kA·μs-1 降至10.17 kA·μs-1。(3)闪电频数最大值出多现在14 — 20 时之间,最小值多出现在0 — 10 时之间,30.5°N 以北地区闪电频数最大值出现时间比较集中,30.5°N 以南地区闪电频数最大值出现时间较为分散。利用我国中部五省155 个人工观测站1961 — 2006 年的雷暴日资料,分析各个纬度带的初雷日、终雷日及雷暴持续期,可以看出其在30.5°N 南北呈现不同特征:(1)纬度范围在 30.5°—24.5°N 的地区初雷日分布曲线的趋势线为一开口向上的抛物线:y= 1.669x2-32.47x+199.2;(2)纬度范围在31.5°—36.5°N 的地区初雷日分布曲线的趋势线为一开口向下的抛物线:y= -1.533x2 + 0.054x+117.8;(3)30.5°N 以南地区雷暴开始日期较早、结束日期较晚,雷暴持续期较长且变化不大,30.5°N 以北地区雷暴开始日期较晚、结束日期较早,雷暴持续期较短并随纬度的增加而减短。30.5°N 纬度带在中部五省区域对应的实物为长江,因此可以认为长江为中部五省的闪电活动南北分界线。