黑龙江省区域闪电分布特征研究

王力艳，张 巍，王楠楠

(1.绥化市气象局，黑龙江 绥化152000；2.庆安县气象局，黑龙江 绥化152400)

1 引言

雷电灾害已成为了联合国“国际减灾委员会”公布的十种最严重自然灾害之一。 目前国内外已有许多人（包括美国、日本、巴西、南非等）利用雷暴资料研究了闪电活动的时间、 空间分布特征以及雷电的气候特征和雷电灾害的分布特征。 随着雷电自动监测技术的日趋完善，我国多个省(市)都已建立了闪电定位监测系统。 黑龙江省气象局于2005年7月组建了闪电定位监测系统，记录监测区内的云地闪电，积累了长期系统的闪电监测数据。 本文利用了黑龙江省气象部门2008-2011年共4 a 的闪电资料选取的省内6 个典型地区：黑河（北部）、齐齐哈尔、绥化、佳木斯（中部）、哈尔滨、牡丹江（南部），更细致综合地分析这几个地区的闪电时空分布、 雷电流强度及其与正负闪之间的关系， 既可以比较各区域闪电分布的差异，又能较好地代表全省的闪电分布情况。

2 闪电资料来源

本文闪电资料来自于黑龙江省气象局的ADTD闪电定位系统。 该系统由21 个探测子站组成，单站的探测直径约为150 km， 系统采用时差和方位混合多站综合定位方法, 主要探测的是云地闪电, 定位误差在1000 m 以内。 每个闪电资料包括的信息有时间、位置、性质、强度、陡度、能量等参数，主要提取6个地区的闪电资料分别进行年、季节、月、日时间尺度分析以及强度分布统计。

3 闪电的时空分布特征

3.1 闪电季节变化特征

黑龙江省闪电频数的季节变化特征明显， 尤其是夏季雷暴非常集中，常见于午后的对流性天气。 这6 个地区一年四季的负闪频数大多多于正闪频数（除秋季牡丹江和齐齐哈尔地区正闪略多于负闪、 冬季黑河地区正闪略多于负闪）， 负闪频数占绝大多数。春季、夏季、秋季佳木斯正负闪频数均为最少；冬季齐齐哈尔和绥化地区正闪频数均为0。

对2008-2011年黑龙江省6 个地区总闪电频数统计发现，绥化地区年总闪电频数为最多，这是由于绥化地区是小兴安岭西麓的山前丘陵地带， 地势较高，且境内又有松花江水系和呼兰河水系，复杂的地形条件和充足的水汽条件使得雷暴频繁发生。 黑龙江省6 个地区均以夏季闪电频数最多， 因为夏季太阳辐射强，地面升温快，另外容易形成午后对流，产生雷暴；其次是春季，开始回暖，雨水增多，为雷暴的形成提供了良好的条件；秋季和冬季雷暴相对最少，是因为这两个季节温度较低，而且空气干燥，不利于雷暴的形成。

3.2 闪电逐月变化特征

6 个地区的闪电频数均存在明显的季节变化特征，并呈单峰型特征分布。1、2、3 及12月几乎不发生闪电；4-5月闪电略有增加；6月闪电开始增多；7月闪电猛增， 达到峰值；8月闪电开始骤减；9-11月闪电很少发生。 哈尔滨、黑河、佳木斯、齐齐哈尔和绥化地区均在7月出现闪电频数的峰值， 而牡丹江闪电频数的峰值出现在6月， 其中绥化地区的闪电频数最高 （为89,556 次）， 牡丹江的闪电频数最低 （为20,320 次）。 黑龙江省6 个地区闪电频数的逐月变化特征与气候变化关系密切：3月开始升温， 至夏季高温后温度逐渐降低，夏季多雨，至秋冬季空气干燥。夏季高温高湿，闪电最集中。

3.3 闪电日变化特征

哈尔滨、黑河、佳木斯、牡丹江、齐齐哈尔和绥化6 个地区的闪电日变化特征都特别明显，但也均存在差异：齐齐哈尔、佳木斯、牡丹江这三个地区下午出现闪电的频数明显少于绥化、哈尔滨和黑河；佳木斯和牡丹江这两个地区出现的闪电频数峰值与凌晨的极大值相当。 一天之中，闪电频数出现多个极值，但各地区峰值均出现在13-15时，哈尔滨、牡丹江和绥化峰值出现在14时，黑河、齐齐哈尔峰值出现在13时，佳木斯峰值出现在15时，其中绥化地区的峰值最高（为20,020 次）。 6 个地区闪电频数峰值主要集中在13 -15时，原因是由于午后受太阳辐射影响，地面温度升高，热力条件相对较好，从而有利于雷暴的形成。

3.4 闪电空间分布

2008-2011年黑龙江省总闪频数空间分布不均衡， 闪电主要集中在大兴安岭和黑龙江中部两个地区,高值中心主要集中在两种地区:一部分位于山区,山地迎风坡的强迫抬升作用很大, 因此, 山地是雷暴的重要源地。 此外, 有时气流过山时, 往往产生背风波,背风波引起的上升运动,促使河谷地区发生新的对流云阴，另一部分位于湖泊或者河流附近,这是因为陆地和水体表面受热不均匀,造成局地温差,形成小型的垂直环流, 这种上升运动起到触发机制的作用,引起强对流的发生。

4 闪电强度分布特征

绥化地区强度为20-100 kA 的总闪频数最多，平均强度最高，哈尔滨次之，但是100-200 kA 的闪电频数最多。 强度为30-50 kA 的总闪频数为最多，其中绥化的总闪频数最多，哈尔滨次之；其次是20-30 kA， 依然是绥化的总闪频数最多， 哈尔滨其次；50-70 kA 的总闪频数为第三， 其中黑河的总闪频数最多， 绥化其次； 小于20 kA、70-100 kA 及100 kA以上的闪电频数均相对较少； 佳木斯除小于20 kA的总闪频数大于黑河外， 其余区间内的总闪频数是六个地区内最少的，平均强度最低。 各地区闪电的闪电强度多集中于20-50 kA，100 kA 及以上的闪电频数最少。 各地区50 kA 以下的闪电频数占所有闪电频数的50%以上，绥化最高(占84.7%)，黑河最低(占53.8%)。

5 结论

（1）哈尔滨、黑河、佳木斯、牡丹江、齐齐哈尔、绥化6 个地区四季的负闪频数大多多于正闪频数 （除秋季牡丹江和齐齐哈尔地区正闪略多于负闪、 冬季黑河地区正闪略多于负闪）， 负闪频数占绝大多数。春季、夏季、秋季佳木斯正负闪频数均为最少，冬季齐齐哈尔和绥化地区正闪频数均为0。

（2）6 个地区的闪电频数均存在明显的季节变化特征，并呈单峰型特征分布。1、2、3 及12月几乎不发生闪电；4-5月闪电略有增加；6月闪电开始增多；7月闪电猛增， 达到峰值；8月闪电开始骤减；9-11月闪电很少发生。 哈尔滨、黑河、佳木斯、齐齐哈尔和绥化地区均在7月出现闪电频数的峰值， 而牡丹江闪电频数的峰值出现在6月。

（3）6 个地区的闪电日变化特征都特别明显，但也均存在差异：齐齐哈尔、佳木斯、牡丹江这三个地区下午出现闪电的频数明显少于绥化、 哈尔滨和黑河； 佳木斯和牡丹江这两个地区出现的闪电频数峰值与凌晨的极大值相当。 一天之中，闪电频数出现多个极值，但各地区峰值均出现在13 点-15 点之间。

（4）全省闪电分布不均衡，可看出闪电主要集中在大兴安岭和黑龙江中部两个地区。

（5）绥化地区强度为20-100 kA 的总闪频数最多，平均强度最高，哈尔滨次之，但是100-200 kA 的闪电频数最多。各地区闪电的闪电强度多集中于20-50 kA，100 kA 及以上的闪电频数最少。 各地区50 kA 以下的闪电频数占所有闪电频数的50%以上，绥化最高(占84.7%)，黑河最少(占53.8%)。