台风登陆广东前后的地闪特征

郭青，黄旭辉，刘三梅，罗碧瑜，高国靖

（1.梅州市气象局，广东梅州 514021；2.成都信息工程大学大气科学学院，四川成都 610225；3.连平县气象局，广东连平 517100；4.广东省气象公共安全技术支持中心，广东广州 510640）

广东是我国受台风影响最大的省份之一［1］。许多气象工作者对台风展开研究。王芳等［2］利用西北太平洋生成的228个热带低压以上的热带气旋闪电活动特征进行统计分析，研究发现夏半年热带气旋闪电活动明显强于冬半年，闪电活动频数日变化特征呈明显“单峰”分布，其中正午12：00（北京时，下同）为最高，早晨06：00为最低；潘伦湘等［3］利用TRMM卫星的微波辐射计TMI资料对超强台风圣帕（0709号）分析发现，闪电在修正极化亮温低于225 K的深对流系统中更容易出现，但并不是所有的深对流系统都能产生明显的闪电活动；王艳等［4］研究发现了西太平洋热带气旋的闪电活动特征以及闪电活动与降水的关系。近年来，许多技术人员对广东局部地区的闪电活动展开了研究［5－7］，曾庆锋等［8］、黄潮等［9］、赵鑫等［10］分别对东莞市、深圳市、惠州市、肇庆市等地区闪电活动规律进行了分析。本研究通过对广东地区台风登陆前后地闪活动进行分析，旨在为本地区台风的预警预报工作提供技术参考。

1 资料来源及分析方法

本研究使用的闪电定位数据来源于广东电力监测网（GDLLS），台风强度以及路径资料来源于广东台风路径实时发布系统，其它相关气象资料来源于广东省气象局业务网。

本研究主要采用数理统计的分析方法，对2006—2018年登陆广东的38个台风过程的地闪数据与同期的气象观测数据进行统计分析，得到了台风登陆前后过程的地闪变化特征。统计广东地区台风登陆前后24 h的地闪频数。台风各区域的划定方法为：眼壁区（0～60 km）、内核区（0～100 km）、内雨带（100～200 km）、外雨带（200～500 km）。

2 台风概况

2006—2018年在广东登陆的台风达到38个，年均约3个，最多的年份为2017年，达到6个；最少年份为2007年，仅有1个（图1）。其中，热带风暴级别11个，强热带风暴级别7个，台风级别12个，强台风级别7个，超强台风级别1个。

图1 2006—2018年广东登陆台风的逐年分布

广东登陆台风发生在5—10月，主要发生在7—9月，约占总数的71.05%。其中8月份最多，登陆广东11个，占全年28.95%；5月份最少，仅出现1个。根据广东省气候实际情况，通常以5月1日—9月20和21日之后分别作为夏、秋季定义，由此可知，夏台风和秋台风大约分别占84%和16%。在粤西沿海（阳江至徐闻之间）登陆的热带气旋最多，为17个，约占总数的44.7%；在粤中沿海（惠东至台山之间）登陆的热带气旋次之，为12个，约占总数的31.6%；而粤东沿海（饶平至海丰之间）登陆的最少，共9个，约占总数的23.7%。

3 台风登陆前后地闪活动的统计特征

3.1 时间分布

由图1a可知，台风登陆前后的闪电频数呈年际震荡变化，其中2006年台风过程的闪电频数最低，平均单位台风登陆前后总的闪电频数为5 211次；而2008年最高，平均单位台风登陆前后总的闪电频数为101 877次，2008年是2006年的20倍；2006—2018年平均单位台风登陆前后总的闪电频数为47 278次，登陆前为29 815次，登陆后为17 463次。从历年平均单位台风的闪电频数年际变化来看，平均单位台风总的闪电频数年际变化与登陆前的闪电频数变化趋势相一致，登陆后平均单位台风的闪电频数的年际变化更为震荡多变，主要是跟登陆后台风强度有关。一般情况下，台风强度越强，登陆后闪电频数减少得更为迅速；而台风越弱，登陆后闪电频数减少得不明显，有些甚至出现了明显的增加。

由图2b可知，单位台风登陆前后闪电频数5—7、7—10月同样呈先增后减趋势，5—10月分布呈明显“双峰”形态，其中，8月单位台风登陆前后总的闪电频数、登陆前的闪电频数均为最高，分别为92 557、67 973次。5月仅有1个台风登陆广东，总的闪电频数、登陆前、登陆后依次为694、458、236次，8月峰值是最低月份（5月）的133倍。总的闪电频数分布为8月＞6月＞9月＞7月＞10月＞5月，登陆前闪电频数为8月＞6月＞9月＞7月＞10月＞5月，登陆后闪电频数为6月＞8月＞9月＞7月＞10月＞5月。

由图2c可知，单位台风的平均闪电频数的时刻变化呈明显的“单峰”分布，闪电高发期主要集中于14：00—21：00，单位台风平均闪电频数峰值出现在17：00，谷值出现在05：00。12：00—17：00闪电频数快速增加，到17：00达到峰值，闪电活动开始减少，17：00—21：00闪电活动依然维持稳定的强度，直到凌晨05：00出现谷值。

图2 台风登陆前后地闪频数随时间变化曲线

3.2 空间分布

图3为强台风“尤特”的登陆路径及同期的地闪活动空间分布，由图3可以看出，强台风“尤特”登陆后闪电频次明显减少，登陆前24 h距离中心径向500 km范围内监测到64 651次，登陆后闪电频次仅为31 523次，减少率为51.2%，登陆前、后闪电活动均多发生在外雨带，登陆后眼壁区、内核区及内雨带闪电活动减少得更为明显；另外，登陆后，正极性闪电活动明显增加，正闪比由登陆前的7.0%上升到12.3%；登陆前，闪电活动密集区主要位于台风中心的西北方向，东南方向闪电活动比较稀疏；登陆后，闪电活动同样西北方向多于东南方向；登陆前、后强台风的移动方向为北西向；也即表明，在台风移动方向上闪电活动更为活跃，闪电活动呈现一定的结构非对称性，主要出现在其移动方向的左侧活动。

台风登陆后闪电频次明显减少，而正极性闪电活动的比例则明显增加。登陆前后闪电活动的空间分布特征呈明显的结构非对称性，在台风移动方向上闪电活动更为活跃，闪电主要出现在其移动方向的左侧活动。由此可见，台风有向其外围强闪电活动密集区域移动的趋势，当台风登陆前移动方向相对稳定时，可以尝试运用闪电活动的发展趋势来预测台风的移动方向和登陆位置。

图3 强台风“尤特”登陆路径及同期地闪活动空间分布

3.3 径向分布

图4给出了不同强度等级台风在登陆前后各分区闪电频数的变化特征，由图3可知，不同等级的台风过程，登陆前总闪电频数均大于登陆后；除热带风暴的内核区外，台风过程各分区闪电频数登陆后均相应出现减少，只是减少比率有所不同。另外，不同等级的台风在登陆前后闪电频数均主要集中在外雨带。

统计了2006—2018年从广东登陆TC登陆前后24 h各分区总闪电频数占比，通过统计38个TC各分区的闪电活动过程，共监测到闪电1 996 584次；其中眼壁区、内核区、内雨带、外雨带依次为101 375、260 712、406 740、1 329 132次，各分区占比依次为 5.08%、13.06%、20.37%、66.57%（大致比例为1.0∶2.6∶4.0∶13.1）。从统计指标不难看出，广东登陆TC闪电活动主要活跃于外雨带。同时，TC在广东登陆后眼壁区、内核区、内雨带、外雨带较登陆前分别减少83.41%、71.86%、72.71%、31.66%；TC系统总的闪电频数登陆后较登陆前减少47.88%。

图4 不同强度等级台风登陆前后24 h各分区闪电频数的变化特征

从38个从广东登陆台风登陆前后单位台风平均闪电频数的径向分布情况（图5a）可以看出，台风登陆前后台风中心以外均发生了闪电现象，登陆前平均闪电频数：眼壁区＜内核区＜内雨带＜外雨带，登陆后平均闪电频数：眼壁区＜内核区＜内雨带＜外雨带，台风的闪电活动明显减少。登陆前后闪电活动均主要集中在外雨带，只是闪电活动密集区所处位置有所不同。图5b给出了38个从广东登陆台风登陆前后闪电密度的径向分布情况，单位台风平均闪电登陆前后，闪电密度的极大值均集中在眼壁区、内核区及外雨带；台风登陆前平均闪电密度：眼壁区＞内核区＞外雨带＞内雨带；台风登陆后闪电密度：外雨带＞内核区＞眼壁区＞内雨带；总体而言，单位台风登陆前后平均闪电密度呈“两高一低”型，即内核区、外雨带的闪电密度高于内雨带。

图5 单位台风登陆前后24 h地闪频数（a）和地闪密度（b）的径向分布

4 结论

1）2006—2018年在广东登陆的台风达到38个，年均约3个；年平均单位台风登陆前后总的闪电频数为47 278次，登陆前为29 815次，登陆后为17 463次；单位台风登陆前后总的闪电频数最高的是8月，一天中最高的是17：00；一般情况下，台风强度越强，登陆后闪电频数减少得更为迅速；而台风越弱，登陆后闪电频数减少得不明显，有些甚至出现了明显的增加。

2）在台风移动方向上闪电活动更为活跃，闪电活动呈现一定的结构非对称性，主要出现在其移动方向的左侧活动。

3）不同等级的台风在登陆前后闪电频数均主要集中在外雨带，单位台风登陆前后平均闪电密度呈“两高一低”型，即内核区、外雨带的闪电密度高于内雨带；

本研究对台风过程地闪活动特征的相关分析，基于有限的资料分析得出，存在一定的局限性，有待于今后采集更多的个例做深入的研究。