衛(wèi)星觀測(cè)的西南地區(qū)閃電的時(shí)空分布

王義耕,劉潔,王介君,麥博儒,陳倩

(1.南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院,江蘇南京 210044;2.廣西氣象局,廣西南寧 530022;3.河北省樂(lè)亭縣氣象局,河北樂(lè)亭 063600;4.南京信息工程大學(xué)氣象臺(tái),江蘇南京 210044)

0 引言

雷電災(zāi)害已成為危害程度僅次于暴雨洪澇、氣象地質(zhì)災(zāi)害的第三大氣象災(zāi)害[1],嚴(yán)重威脅著我國(guó)社會(huì)公共安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全,而雷電活動(dòng)在時(shí)間和空間尺度上變化很大,具有明顯的區(qū)域性特點(diǎn),因此有必要對(duì)區(qū)域性雷暴氣候特征進(jìn)行研究。西南地區(qū)位于青藏高原的東南側(cè),東南靠近北部灣,西南鄰近孟加拉灣,地勢(shì)高亢,地形復(fù)雜,川西高山高原、四川盆地、云貴高原、橫斷山區(qū)四個(gè)大地貌類(lèi)型區(qū)聞名全國(guó),是一個(gè)閃電多發(fā)區(qū)。以往對(duì)西南地區(qū)閃電活動(dòng)的氣候特征分析很少,因此,用較長(zhǎng)時(shí)間的衛(wèi)星閃電資料對(duì)該地區(qū)雷暴氣候特征進(jìn)行研究,可以加深對(duì)該地區(qū)雷電發(fā)生發(fā)展特征的認(rèn)識(shí)和理解,為雷電監(jiān)測(cè)資料在強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的預(yù)警和預(yù)報(bào)中發(fā)揮更重要的作用提供氣候背景。

利用衛(wèi)星資料,Christian等[2]發(fā)現(xiàn)每秒鐘全球平均有44±5個(gè)閃電發(fā)生,大約有78%的閃電發(fā)生在南北緯30°之間。W illiams等[3]研究得出雷暴數(shù)量的變化是導(dǎo)致全球閃電次數(shù)年變化和日變化的主要因素,但雷暴閃電頻數(shù)的變化在全球閃電次數(shù)日變化中也起著重要作用。郄秀書(shū)等[4]對(duì)全球一些典型地區(qū)的閃電活動(dòng)進(jìn)行了對(duì)比分析,并對(duì)其差別的成因進(jìn)行了探討。馬明等[5]對(duì)中國(guó)及周邊閃電密度的氣候分布進(jìn)行了研究。本文利用衛(wèi)星觀測(cè)到的閃電定位資料對(duì)西南地區(qū)閃電活動(dòng)的時(shí)空分布特征作了詳細(xì)分析,并初步探討影響閃電此種分布可能的氣象因子或環(huán)境參量,從而為揭示西南地區(qū)閃電與氣象要素、閃電與氣候的關(guān)系奠定一定的基礎(chǔ)。

1 資料來(lái)源和分析方法

L IS是由TRMM衛(wèi)星攜帶的一部閃電成像探測(cè)器,L IS包含一個(gè)光學(xué)凝視成像儀,閃電放電時(shí)產(chǎn)生的亮度瞬間變化是它識(shí)別閃電活動(dòng)的依據(jù),因此它既能觀測(cè)云閃又能觀測(cè)地閃。L IS采用了一個(gè)128×128像素的CCD陣列,采樣率大于500幀/s,加上廣角鏡頭的使用,在350 km高度上可以觀測(cè)到地球上600 km×600 km區(qū)域內(nèi)閃電的活動(dòng),探測(cè)的空間分辨率為3 km(星下點(diǎn))至6 km(邊緣),每次對(duì)同一個(gè)目標(biāo)有約80 s的觀測(cè)時(shí)間,對(duì)同一地區(qū)在同一地方時(shí)間掃描的周期約46.4 d;2001年8月TRMM升軌到402.5 km高度,L IS掃描寬度增加15%到667 km,單點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間91 s,掃描周期約49 d,夜間的閃電探測(cè)效率93%±4%,白天約73%±11%[6]。L IS探測(cè)的閃電定位資料包括四類(lèi):事件(event)、組(groups)、閃電(flashes)和區(qū)域(areas)。

從美國(guó)全球水文資源中心獲取了西南地區(qū)(99～109°E,22～32°N)1998年1月1日—2007年12月31日L IS提供的閃電(flashes)原始定位資料。在對(duì)L IS閃電原始定位資料預(yù)處理后,首先以日、夜的平均探測(cè)效率73%、93%[6]分別訂正日、夜的閃電次數(shù),對(duì)閃電次數(shù)資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析,再根據(jù)TRMM軌道信息和L IS掃描參數(shù),計(jì)算了L IS注視時(shí)間,最后計(jì)算了該地區(qū)的閃電密度。本文利用L IS所獲取的10 a閃電資料對(duì)西南地區(qū)閃電活動(dòng)的年際變化、季節(jié)變化、日變化和空間分布的氣候特征進(jìn)行了分析和研究。

2 西南地區(qū)閃電時(shí)間分布特征

2.1 閃電年際變化特征

在對(duì)L IS閃電原始定位資料處理后,統(tǒng)計(jì)了1998—2007年各年白天(天頂角小于等于90°)、晚上(天頂角大于90°)及全天L IS觀測(cè)到的閃電次數(shù),并進(jìn)行了探測(cè)效率訂正后,得到有關(guān)閃電次數(shù)的年變化數(shù)據(jù)。圖1給出了1998—2007年西南地區(qū)各年白天、晚上及全天發(fā)生閃電次數(shù)的年際變化曲線。

從圖1可看出,1998—2007年西南地區(qū)L IS觀測(cè)到的閃電次數(shù)相差很大,年閃電次數(shù)(訂正后)平均為12 995次,最多的是2006年16 657次,是最少年份2001年8 040次的2倍多。2000—2001年為閃電發(fā)生低谷年,這兩年平均為8 282次,只有正常年份的63.72%,2001—2002年有一個(gè)躍增,增幅達(dá)6 921次,隨后又略微下降,從2003到2006年閃電又逐年增加,增幅較大,2006年達(dá)到峰值。2001年8月TRMM升軌后,過(guò)頂軌道數(shù)有所增加,但年閃電次數(shù)與之無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

由圖1可以清楚地看到,西南地區(qū)晝夜發(fā)生閃電次數(shù)差別不大,白天發(fā)生的閃電次數(shù)甚至略低于夜間,尤其是1998年和2001年表現(xiàn)得特別突出,只有2000、2002和2007年這三年白天閃電次數(shù)稍高于夜間,其他年份都是夜間閃電次數(shù)高于白天。10 a年均白天閃電次數(shù)是6 097次,占年均閃電數(shù)的46.92%,夜間達(dá)到6 898次,占年均總閃電數(shù)的53.08%,晝夜比為0.88,說(shuō)明西南地區(qū)發(fā)生的閃電次數(shù)晝夜差別不大,晚上出現(xiàn)的閃電稍多。這與青藏高原區(qū)域閃電晝夜比為2.0、晝夜差別大、閃電主要出現(xiàn)在白天[7]的情況絕然不同。夜間閃電次數(shù)年際變化幅度大,而白天發(fā)生的閃電年際變化幅度小,但在閃電低谷年份卻例外,在閃電低谷年的2001和2002年,白天發(fā)生的閃電數(shù)有一個(gè)躍變,閃電數(shù)年際變化幅度很大,且白天閃電年際變化幅度與年際總閃電數(shù)變化趨勢(shì)吻合得很好。

圖1 1998—2007年西南地區(qū)白天、晚上及全天發(fā)生閃電次數(shù)的年際變化Fig.1 The interannual variation of day,night,day and night mean lightning number in Southwest China from 1998 to 2007

2.2 閃電季節(jié)變化特征

在對(duì)L IS閃電原始定位資料處理后,統(tǒng)計(jì)了1998—2007年10 a間各月L IS觀測(cè)到的閃電次數(shù)并進(jìn)行了探測(cè)效率訂正后,再進(jìn)行平均得到各月年均閃電次數(shù)。圖2給出了西南地區(qū)L IS觀測(cè)到的1998—2007年的閃電月際分布特征。

由圖2可以看出,西南地區(qū)的閃電月際分布呈現(xiàn)單峰值特征,主峰值在8月。閃電從2月起開(kāi)始增多,3月增加緩慢,4月快速增加,增幅較大,到5月下旬達(dá)到一個(gè)小峰值,隨后閃電稍有下降,7月又快速上升,在8月中旬達(dá)到頂峰,9月閃電次數(shù)迅速減少,10月很少,11月到次年2月閃電更少,特別是12月到次年1月閃電極少,其中2006年這2個(gè)月L IS未能觀測(cè)到閃電活動(dòng),并在12月出現(xiàn)閃電活動(dòng)的最小值。4—8月是閃電高發(fā)期,發(fā)生的閃電約占全年總數(shù)的84.83%,3月和9月是閃電活躍期,10月—次年2月是閃電低發(fā)期,發(fā)生的閃電數(shù)還不到全年閃電總數(shù)的4.52%。

圖2 1998—2007年西南地區(qū)閃電月際變化Fig.2 The inter-monthly variation of lightning number in Southwest China from 1998 to 2007

西南地區(qū)的閃電季節(jié)性特征非常明顯,閃電主要發(fā)生在春季和夏季,高峰在仲夏,盛夏是閃電出現(xiàn)的主要季節(jié),秋冬季節(jié)閃電不活躍,特別是冬季發(fā)生閃電的幾率很小。在春秋兩季,春季的閃電活動(dòng)明顯強(qiáng)于秋季,這主要是4月和5月期間影響西南地區(qū)的西南季風(fēng)已經(jīng)開(kāi)始形成,對(duì)流性云系增多,西太平洋副熱帶高壓第一次北跳,副熱帶高壓通常穩(wěn)定躍過(guò)20°N,而徘徊于20～25°N之間,這時(shí)四川、云南和貴州三省開(kāi)始進(jìn)入大暴雨頻發(fā)時(shí)期[8],Piepgrass和Krider[9]、李建華等[10]、劉巖等[11]研究得出閃電與降水的相關(guān)性很高,大暴雨帶來(lái)了大量閃電。秋季的閃電活動(dòng)與春季相比要弱一些,而且高值區(qū)有些偏南,這是因?yàn)閺?月開(kāi)始,來(lái)自西伯利亞和蒙古一帶冷空氣進(jìn)入,寒冷干燥的冬季風(fēng)開(kāi)始建立,并開(kāi)始南進(jìn)。而仲夏季節(jié)形成閃電高峰期,則可能是7月中旬前后,副熱帶高壓第二次北跳使副熱帶高壓脊線躍過(guò)25°N以北,四川盆地進(jìn)入暴雨期[8],大約在7月底至8月初,副熱帶高壓發(fā)展到極盛階段,脊線也達(dá)到最北的位置,暴雨帶來(lái)了大量的閃電活動(dòng)。另外,此時(shí)大量臺(tái)風(fēng)從我國(guó)東南沿海登陸,過(guò)境西南地區(qū)也會(huì)引起局地強(qiáng)對(duì)流,從而引發(fā)大量的閃電活動(dòng)。

1—12月(1998—2007年平均)逐月的平均閃電密度分布:3月云南與越南交界處出現(xiàn)閃電高發(fā)區(qū),到4月份閃電活動(dòng)區(qū)域進(jìn)一步向北擴(kuò)展到了四川東部,此時(shí)云南與越南交界處閃電密度達(dá)到了36.3 fl·km-2·a-1以上;5—8月為閃電高發(fā)時(shí)段,區(qū)域內(nèi)東部大部分地區(qū)的閃電密度都在11.2～18.4 fl·km-2·a-1之間,在5月、6月貴州南部和廣西交界處閃電密度在20.5 fl·km-2·a-1以上,到7月、8月四川、貴州和重慶交界處出現(xiàn)34.6 fl·km-2·a-1以上的高發(fā)區(qū);9月區(qū)域內(nèi)的閃電活躍區(qū)迅速南撤,閃電密度大大減少,10月進(jìn)一步衰減,11月閃電很少發(fā)生,12月到次年2月的冬季為全年發(fā)生閃電最少期,閃電密度低且閃電區(qū)域面積小,主要在發(fā)生在四川盆地。

2.3 閃電日變化特征

西南地區(qū)閃電活動(dòng)在不同月份有顯著的差異,其中7月和8月是兩個(gè)閃電高峰期,4—8月是閃電高發(fā)期,圖3給出了西南地區(qū)閃電活動(dòng)較多的幾個(gè)月里L(fēng) IS觀測(cè)到的閃電的日變化(已換算成北京時(shí)間)。

從圖3可以清楚地看出,不同月份的閃電日分布有很大的不同。7月日變化呈現(xiàn)單峰型特點(diǎn),峰值范圍較寬,高發(fā)時(shí)段主要在15:00—04:00,從15:00起閃電逐漸增多,19:00時(shí)達(dá)到最高峰值,然后又逐漸減少,呈下降趨勢(shì),在下降過(guò)程中偶爾有兩個(gè)很小的時(shí)段略有上升,04:00之后閃電稀少,上午是閃電活動(dòng)的低谷。8月閃電多、躍變明顯,范圍集中,高發(fā)范圍主要在15:00—24:00,呈現(xiàn)三峰型特點(diǎn),月均每小時(shí)達(dá)到107次左右,17時(shí)達(dá)到主峰值,占到日出現(xiàn)閃電總數(shù)的12.89%,次峰區(qū)在21:00—22:00和23:00—24:00這兩個(gè)時(shí)段,01:00—13:00是低發(fā)時(shí)段,但在02:00—03:00有一個(gè)小高潮。4—8月平均閃電高發(fā)時(shí)段在16:00—03:00,呈現(xiàn)雙峰型特點(diǎn),其中17:00—19:00有一個(gè)峰值,另一個(gè)峰值位于22:00—24:00,09:00—12:00為4—8月平均閃電的低谷區(qū)。

從峰值區(qū)的變化來(lái)看,7月峰值明顯,閃電主要集中在傍晚發(fā)生,8月峰值區(qū)較多且較分散,除了在傍晚有1個(gè)主峰值外,深夜21:00—24:00之間也有兩個(gè)很大的次峰值區(qū)。閃電多發(fā)的4月到8月平均起來(lái)以后,峰值區(qū)就較為平坦,變化不大,不是很明顯。但它們有一些共同的非常明顯的特點(diǎn):白天發(fā)生的閃電少,晚上發(fā)生的閃電多,閃電峰值區(qū)集中在傍晚、午夜前后兩個(gè)時(shí)段,閃電峰谷出現(xiàn)在09:00—12:00。

L IS閃電日變化反映了對(duì)流日變化的特征,與對(duì)流活動(dòng)的發(fā)展規(guī)律相符合,對(duì)流活動(dòng)一般在午后開(kāi)始發(fā)展,在傍晚時(shí)分達(dá)到最強(qiáng),因此閃電集中在傍晚發(fā)生,在傍晚形成一個(gè)閃電高峰就不難理解了。另外,西南地區(qū)日最大閃電活動(dòng)出現(xiàn)在午夜前后,夜雷暴多,這是非常具有地方特色的,也是與其他地區(qū)閃電日變化顯著不同的地方。究其原因,主要有兩點(diǎn):一是地形的作用,主要發(fā)生在河谷盆地地形之中,由于晝夜高原、高山和盆地、河谷之間的熱力差異,地方性和局部山谷風(fēng)環(huán)流特別顯著。白天受山谷風(fēng)影響,河谷、盆地的中、上部為補(bǔ)償下沉氣流,使云雨消散或受到抑制大而少降水,入夜因山風(fēng)迫使低層暖空氣上升,促進(jìn)強(qiáng)對(duì)流發(fā)展;二是西南地區(qū)多云,川、黔冬半年為云貴準(zhǔn)靜止鋒區(qū)所控制,云層尤為密厚,白天地面增溫不高,大氣層結(jié)穩(wěn)定,降水較少;而夜間云頂輻射冷卻快,下部降溫受阻,使上下溫差增大,有利于形成不穩(wěn)定的大氣層結(jié),故夜間有較多閃電發(fā)生。

圖3 1998—2007年西南地區(qū)閃電次數(shù)的日變化Fig.3 The diurnal variation of lightning number in Southwest China from 1998 to 2007

3 西南地區(qū)閃電的空間分布特征

根據(jù)TRMM衛(wèi)星和L IS掃描參數(shù)計(jì)算了L IS在TRMM升軌前、后在22～32°N區(qū)域內(nèi)的年注視時(shí)間,將西南地區(qū)劃分成0.25°×0.25°的1 600個(gè)經(jīng)緯網(wǎng)格,用經(jīng)探測(cè)效率訂正的閃電次數(shù),除以年注視時(shí)間和網(wǎng)格面積,并由此計(jì)算得到了1998—2007年西南地區(qū)的總閃電(地閃和云閃)密度分布(圖4)。西南地區(qū)平均閃電密度為6.70 f l·km-2·a-1,該地區(qū)的閃電密度分布具有以下特點(diǎn):

(1)西南地區(qū)閃電密度分布大體呈現(xiàn):東部高,西部低;南部高,北部低。具體來(lái)說(shuō):云南東南部和越南北部相連的地區(qū)是閃電發(fā)生的最活躍地區(qū);廣西、貴州、重慶和四川東部地區(qū)閃電活動(dòng)相對(duì)有所減少;云南西北部和四川西部地區(qū)閃電活動(dòng)更少。

(2)閃電密度較高的高值區(qū)主要有以下幾個(gè):最高值中心位于中越交界的老山一帶,該地區(qū)的閃電密度高,最高的地方達(dá)到了38.9 fl·km-2·a-1,范圍大,面積超過(guò)了9 263 km2。另外還有一些跳躍式的高值中心,四川省眉山市附近,閃電密度在12.5～20.9 fl·km-2·a-1之間,在四川、重慶和貴州交界處,最高的地方達(dá)到了19.5 fl·km-2·a-1,重慶市區(qū),最高的地方達(dá)到了17.2 fl·km-2·a-1以上,重慶的南川市附近閃電密度在11.6～20.7 fl·km-2·a-1之間,中國(guó)、老撾和越南交界處的越南萊州省一帶,最高的地方達(dá)到了20.7 fl·km-2·a-1以上。

(3)閃電低發(fā)區(qū)主要有:非常明顯的大片低發(fā)區(qū)主要位于西南地區(qū)西部,它毗鄰青藏高原,除極少數(shù)零星小地方外,閃電密度均小于4.0 fl·km-2·a-1;云南與廣西交界處有一帶狀低值區(qū),閃電密度絕大部分小于5.0 fl·km-2·a-1;成都平原(狹義的)地區(qū)閃電密度絕大部分小于5.4 fl·km-2·a-1。

圖4 1998—2007年西南地區(qū)總閃電密度分布(單位:fl·km-2·a-1)Fig.4 Distribution of lightning density in Southwest China from 1998 to 2007(units:fl·km-2·a-1)

李照榮等[12]、徐桂玉和楊修群[13]研究指出雷暴分布受海拔高度的影響,地形地勢(shì)是影響雷暴的主要因子。鄰近青藏高原的西南地區(qū)西部之所以形成一個(gè)非常明顯的大片閃電低發(fā)區(qū),顯然是受世界上海拔最高(平均海拔高度在4 000 m以上)、地形最為復(fù)雜的面積巨大的青藏高原和南北走向的橫斷山脈地形地勢(shì)的影響。來(lái)自孟加拉灣暖濕氣流遇到高聳入云的喜馬拉雅山和縱橫交錯(cuò)的南北走向橫斷山脈,它們的海拔高度很高,高原高山的山頂都處在雪線以上,由于它們的阻擋作用,輸送進(jìn)來(lái)的暖濕氣流很難越過(guò)喜馬拉雅山和橫斷山脈,缺少水汽,強(qiáng)對(duì)流難以發(fā)展;此外高山背風(fēng)面冷氣流沿山谷向下流到平原(即山風(fēng)),下沉氣流也抑制了對(duì)流的發(fā)展,阻礙了雷暴的形成,所以在橫斷山脈東面、喜馬拉雅山南麓的東南面的西南地區(qū)西部大部分地區(qū)形成一個(gè)明顯閃電密度低值中心。貴州高原不但在夏季受西南季風(fēng)影響明顯,暖季熱力對(duì)流旺盛,而且本身地勢(shì)較高,地形抬升作用顯著,且其地形起伏也較大,地表的凸凹不平,也可導(dǎo)致垂直方向的擾動(dòng),進(jìn)而為積云的發(fā)展創(chuàng)造了條件,雷暴易于形成,所以其年閃電密度較大。

成都平原鄰近川西高原山地,深受山地下沉的冷空氣的影響,加之平原河水大多來(lái)自西部高原山地的冰雪融水;同時(shí),平原上地勢(shì)低洼的古河道地區(qū),地下水位高,土壤冷濕。故成都平原無(wú)論氣溫、水溫和土溫均較低,熱量條件較之四川盆地其他地區(qū)稍為遜色,地面的熱力強(qiáng)迫作用不明顯,低層空氣相對(duì)較穩(wěn)定,強(qiáng)對(duì)流一般難以發(fā)展,因此閃電次數(shù)和閃電日數(shù)均處較低水平。而四川省眉山市附近卻是一個(gè)閃電高值區(qū),其原因主要有兩個(gè):其一,眉山是外來(lái)水汽進(jìn)入成都平原的重要通道,水汽供應(yīng)充足;其二,眉山境內(nèi)大部分地區(qū)皆為低山丘陵,山巒縱橫,丘陵起伏,河網(wǎng)密集,在山間盆地或河谷地帶形成了有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)展的地形條件。

閃電多出現(xiàn)在水體和山脈附近[14]。這是由于在特定時(shí)段,水體和山脈具有熱力抬升或動(dòng)力抬升的條件,并有較為充足的水汽供應(yīng),有利于雷暴的形成和云內(nèi)起電。例如重慶市區(qū)就是一個(gè)閃電高值區(qū),這與它的地理位置有關(guān),重慶多山多霧[15],地處長(zhǎng)江、嘉陵江交匯處,依山傍水,丘陵眾多,縱橫交錯(cuò),是有名的“山城”,重慶多云多霧,號(hào)稱(chēng)“霧都”。白天,太陽(yáng)輻射對(duì)地面的加熱和地面長(zhǎng)波輻射對(duì)低層大氣的加熱,低層大氣易變得不穩(wěn)定,容易形成較強(qiáng)的上升氣流,且該地區(qū)有較為充足的水汽供應(yīng),上升氣流攜帶水汽到達(dá)凍結(jié)層以上。根據(jù)冰晶起電效應(yīng)原理,當(dāng)云頂溫度低于0℃時(shí),對(duì)流云中即有冰晶產(chǎn)生,云頂溫度低于-20℃時(shí),冰晶的密度較大。當(dāng)對(duì)流云中的冰晶含量足夠多,且有較厚的冰晶和過(guò)冷卻水共存層,對(duì)流云的垂直運(yùn)動(dòng)足夠強(qiáng),即可造成對(duì)流云內(nèi)的電荷分離并最終達(dá)到放電發(fā)生(閃電)階段[16],故該地區(qū)白天閃電活躍。夜間,該地常有中低云存在,其存在的作用有二:其一,低云的存在阻礙了地面的輻射降溫;其二,云層上部向太空發(fā)射長(zhǎng)波輻射。云頂輻射使得云頂溫度的明顯降低,而云層下部溫度變化不大,有利于形成不穩(wěn)定的大氣層結(jié),中低云存在也說(shuō)明低層有一定的水汽條件,這些都是形成雷暴的有利條件,所以該地區(qū)夜間也有較多閃電發(fā)生。

4 討論

由于TRMM衛(wèi)星處于較低的地球軌道上,搭載在其上面的閃電探測(cè)器(L IS)對(duì)地球上任意一點(diǎn)的掃描時(shí)間都十分有限,顯然積累和分析較長(zhǎng)時(shí)間的衛(wèi)星閃電探測(cè)資料,將能更可靠地反映區(qū)域內(nèi)的雷電氣候分布與變化的真實(shí)情況。本文所用的衛(wèi)星觀測(cè)的閃電資料只有10 a的時(shí)間,能否真實(shí)地反映西南地區(qū)閃電活動(dòng)的氣候與變化特征,還有待于探測(cè)資料的進(jìn)一步積累與證實(shí),因此,隨著資料積累,進(jìn)一步的研究是必要的。另外,從結(jié)果中可以看到,在不同的地方閃電活動(dòng)差別很大,說(shuō)明雷暴的發(fā)生具有很強(qiáng)的局地性,由于局地的閃電活動(dòng)跟當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏?shì)、水汽和地理環(huán)境條件等諸多因素有關(guān),因此要詳細(xì)了解不同地區(qū)的閃電活動(dòng)特征,還有必要進(jìn)行雷電的地基觀測(cè);同時(shí)閃電起電及放電的物理特征也因地域的不同可能存在較大的差異,因此地基觀測(cè)對(duì)研究雷電發(fā)生發(fā)展物理過(guò)程和閃電起電及放電的物理特征[17],特別是對(duì)雷電防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),是十分必要的,也是非常重要的。

5 結(jié)論

利用TRMM衛(wèi)星上攜帶的閃電探測(cè)儀(L IS)所獲取的10 a閃電資料(1998—2007年)對(duì)西南地區(qū)閃電活動(dòng)的時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析,得到以下結(jié)論:

(1)該地區(qū)閃電次數(shù)的年差異較大,最多年份是最少年份的2倍多;閃電活動(dòng)季節(jié)變化特征非常明顯,閃電主要集中在春末仲夏發(fā)生,呈現(xiàn)單峰值特征,4—8月是閃電高發(fā)期(約占全年總閃電活動(dòng)的84.83%)。閃電活動(dòng)的日變化表明,閃電峰值區(qū)集中在傍晚、午夜前后兩個(gè)時(shí)段,閃電谷值區(qū)出現(xiàn)在09:00—12:00,夜雷暴多,這是與其他地區(qū)閃電日變化顯著不同的地方。

(2)西南地區(qū)閃電密度分布大體呈現(xiàn):東部高,西部低;南部高,北部低。閃電密度較高、面積較大的高值中心位于中越交界的老山一帶,非常明顯的大片低發(fā)區(qū)主要位于西南西部地區(qū)。

(3)西南地區(qū)閃電時(shí)空分布與當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏?shì)、水汽和地理環(huán)境條件等諸多因素有關(guān)。研究西南地區(qū)雷暴氣候特征,對(duì)該地區(qū)雷暴預(yù)警預(yù)報(bào)和防雷減災(zāi)有指導(dǎo)意義。

致謝:本文所用閃電衛(wèi)星資料由美國(guó)全球水文資源中心(GHRC)提供,謹(jǐn)致謝忱!

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