基于ADTD系统的平潭地区闪电特征分析

林小静 林彦婷 林彬 黄曙杰

摘要 选取平潭地区2016—2018年ADTA闪电定位系统的监测资料，采用数理统计方法与SURFER软件相结合的方法，探讨了该地区闪电时间变化，雷电流幅值分布，初、终雷日变化及闪电空间分布特征，并提出了相应的雷电防护措施。

关键词 平潭地区;ADTD系统;闪电;正闪;负闪

中图分类号：S761.5 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）02-042-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.02.017

Analysis of Lightning Characteristics in Pingtan Area based on ADTD System

LIN Xiao-jing  et al（Pingtan Comprehensive Experimental Area Meteorological Bureau，Pingtan，Fujian 350400）

Abstract Based on the monitoring data of ADTA lightning location system in Pingtan Area from 2016 to 2018，the lightning temporal change，lightning current amplitude distribution，first and last thunderstorm dates change and lightning spatial distribution characteristics in this area were discussed by using the method of mathematical statistics and SURFER software，and some corresponding lightning protection measures were put forward.

Key words   Pingtan Area;ADTD system;Lightning;Positive lightning;Negative lightning

摘要 选取平潭地区2016—2018年ADTA闪电定位系统的监测资料，采用数理统计方法与SURFER软件相结合的方法，探讨了该地区闪电时间变化，雷电流幅值分布，初、终雷日变化及闪电空间分布特征，并提出了相应的雷电防护措施。

关键词 平潭地区;ADTD系统;闪电;正闪;负闪

中图分类号：S761.5 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）02-042-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.02.017

近些年来，雷电灾害发生频率居高不下，由此造成的生命财产损失更是不计其数。平潭地区位于福建省东部沿海，雷电活动较频繁，每年由雷击造成的经济财产损失及人员伤亡较多。文中选用平潭地区2016—2018年闪电监测资料，重点探讨了该地区闪电频次时间分布特征，以期为做好雷电灾害防御准备工作，保障民众生命财产安全等提供借鉴与参考。

1 资料与方法

全球雷电监测主要采用以下3种方式：①天基卫星观测;②地基舒曼共振法观测;③采用闪电产生的甚低频针对某一区域雷电进行地基监测。文中选取福建平潭地区2016—2018年采用ADTD型闪电定位系统观测获取的1 099次地闪资料，运用数理统计法，并與SURFER软件相结合，针对该地区闪电时间、强度变化特征进行分析。

2 闪电时间变化特征分析

2.1 年际变化特征

据统计，2016—2018年平潭地区一共发生地闪1 099次，年平均地闪366次。2016—2017年平潭地区总闪次数明显减少，与2017年相比，2018年总闪次数略增加（图1）。近3年平潭地区雷电主要为负闪，累计941次，占总闪电次数的85.6%。

研究表明，平潭正闪雷电电流强度明显高于负闪，夏季正闪频率较高，这与平潭亚热带海洋性季风气候有关，夏半年从海面吹来暖湿气流通过地形抬升与冷空气相遇易形成降水，另外夏季太平洋形成的热带气旋登陆福建后易在平潭地区形成强对流天气，产生雷雨。

平潭地区2016—2018年负闪次数逐年减少，正闪次数则先减少后明显增加。2016—2018年正地闪年平均电流强度为47.0 kA，其中2017年正闪平均强度最大，2018年最小，两者相差22.82 kA;负地闪年平均电流强度44.6 kA，年际变化差异相对较小，其中2017年负闪平均强度最大，2016年最小，两者相差11.01 kA。总得看，正闪电流强度高于负闪，是负闪电流强度1.05倍，造成雷电灾害风险威胁也更大。

2.2 月际变化特征

2016—2018年平潭地区闪电总频次、负闪频次与正闪频次月际变化均呈“双峰”型，其中闪电总频次变化最明显，正闪月际变化最平缓。4—9月闪电活动频繁，共出现1 059次，占总闪电频次96.4%，其中闪电活动主峰在9月，占总闪电频次27.1%，次峰在6月，占20.3%，10—12月及1—3月发生率较低，仅占总闪电频次3.6%。主要是暖季太阳辐射强，温度高，蒸腾作用明显，同时对流活动旺盛使云内正负电荷相互碰撞而分离，导致闪电发生率较高;冬季温度较低，蒸腾作用相对弱，对流活动不强，冬闪电发生率较低。由此可见，平潭4—9月（特别是9月）雷电多发，应在4月前检测防雷装置安全性，排除安全隐患。

2.3 日变化特征

2016—2018年平潭地区总闪、正闪与负闪频次日变化也呈“双峰”型，峰值分别在04：00—17：00。由凌晨至04：00呈增加趋势，04：00出现第1个峰值，04：00—10：00逐渐减少，于10：00达最小，10：00—17：00急剧增加，17：00达到第2个峰值，后又明显减少。平潭闪电高发时段集中在04：00及16：00—20：00，共669次，占60.9%。这主要是午后太阳辐射较强，地表温度急剧上升，良好热力条件为对流天气发生创造有利条件，最终引发雷暴天气。

3 雷电流幅值分布特征

2016—2018年平潭地区共发生941次负闪，平均电流强度43.98 kA，雷电流幅值最大为358.37 kA。158次正闪平均电流强度为44.15 kA，雷电流最大为253.39 kA。对不同强度区域内闪电频次进行统计可知，总闪、负闪与正闪曲线变化基本保持一致，均先快速增加后减少。其中负闪电流强度集中在0～60 kA，累计负闪768次，占81.6%，以20～40 kA负闪频次最高，占到47.0%。而正闪电流强度集中在0～40 kA，占63.3%，以0～20 kA正闪频次最高，占35.4%。随闪电强度变化，总闪与负闪频次曲线变化存在明显差异，正闪频次曲线变化平缓。

4 初、终雷日变化特征

2016—2018年平潭初雷日平均为2月13日，呈推后趋势。平潭初雷日1—3月均有出现，呈逐年递增，最早初雷日为1月17日（2016年），最晚为3月4日（2018年），初雷日早、晚相差45d。1月地闪共3次，占11.5%，2月13次，占50.0%，3月10次，占38.5%，可见平潭初雷日主要在2～3月，占88.5%。就3年中初雷日有显著推迟趋势。

2016—2018年平潭平均终雷日为10月28日，出现日期趋于提前，终雷日9、10、12月均有出现，呈逐年递减，终雷日最早为9月23日（2018年），最晚为12月21日（2016年）。9月地闪共44次，占88%，10月共5次，占10%，12月共1次，占2%，可见平潭地区终雷日集中在9月。3年来终雷日显著提前。

5 闪电空间分布特征分析

5.1 年平均雷电密度分布特征

2016—2018年平潭各地区年平均雷电密度分布存在明显差异（图2），东北部闪电密度较大，以君山閃电频次最高，可达5.5次/km2;中部与东部相对较小，以白青乡、南海乡等地最小，均在0.5次/km2以下;东北部君山闪电密度相对其他地区较大，应在经济适用的前提下适当提高防雷装置防护标准，增强村民防雷意识。

5.2 正闪与负闪空间分布

由图3可看出，平潭中部与南部正闪强度较大，多为30～100 kA，以中楼、岚城乡、敖东镇等地强度较大。除外，屿头乡、白青乡、东庠乡、流水镇、塘屿岛等地均较大。平潭大部分地区负闪强度均在20～40 kA之间，其中平潭芦洋、屿头场部分地区较高，为120～140 kA。另外，平潭南部少部分地区负闪密度较大。

6 雷电防护措施

6.1 普及雷电知识，强化防雷科普宣传

平潭气象局应通过讲座、座谈会等方式向民众普及雷电知识，掌握雷电灾害成因，增强民众防雷减灾意识，提升民众安装防雷装置的主动性与自觉性。另外，还要通过防雷公益广告、防雷宣传幻灯片、雷电灾害警示图片等，利用手机短信、微信微博、电视等多种媒介强化防雷科普宣传工作，及时对雷电灾害处理应对，最大限度减少雷电灾害影响及损失。

6.2 做好雷电灾害预警预报工作

平潭气象部门应重视雷电灾害监测、预警预报，充分利用多普勒雷达、卫星等雷电监测网，提高雷电预警预报及时性与准确性。加强建设气象专用警报网系统，并拓展到广大农村。另外，建设气象灾害应急预报预警信息发布平台，综合使用网络、微博、微信等新型手段扩大气象信息覆盖范围，确保雷电预警信息快速传至民众手中，做好灾害提前防范。

6.3 强化雷电灾害重灾区防雷工作

电力、化工、通信等行业雷电灾害发生率高，应当在发电厂、变电站等区域安装科学有效防雷保护装置，积极开展防雷工程改造，及时排查企业防雷安全隐患，严格落实安全生产事故责任制，采取均压等电位分区、联合接地等，严格按照层层防护原则做好建筑与设施雷电防护，确保各行业防雷安全性。

参考文献

[1] 邓德文，汪如良.基于ADTD数据的江西省雷电活动特征分析[J].气象与减灾研究，2016，39（1）：63-69.

[2] 魏明，赵蒙.基于ADTD闪电定位系统的山东省地闪特征分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（25）：207.

[3] 徐佳阳.兴安盟雷电特征分析及安全防护[J].南方农机，2019（7）：188.

责任编辑：刘赟