闽中南地区2004～2010年汛期闪电特征初探

童华君　林雄军　韩赓

摘 要：本文选取强对流过程为2004～2010年日闪电次数超过百次以上的闪电过程，利用闪电定位资料分析闽中南部闪电特征：在观测台站15km范围内，雷暴日数与云地闪年均密度相关系数最大。经统计分析，年均雷暴日数和云地闪年均密度的关系式为：NG=0.021Td1.9，通过T0.01检验。3～5月闪电的分布特点：具有明显正闪活动且明显向东平流特征的雷暴过程极有可能存在冰雹过程。闽中南地区的闪电以北向、东北向、东向、东南向和南向为主，其中以东向最多，而500Hpa和700Hpa不一定是闪电的引导层，要剔除多种天气形势和影响系统，才可以使用500Hpa和700Hpa作为闪电的短时预报引导层的依据。

关键词：闽中南部；闪电特征；雷暴；引导气流；初探

0 引言

随着闽南地方经济的发展，自然灾害造成的直接或间接经济损失绝对值呈逐年递增的趋势，其中由于闪电造成的雷击死亡人数每年都不可避免，因此利用已建设的闪电定位仪研究地区闪电时空分布的特点，为科学、系统防范作指导，减少人民生命财产的损失，就显得十分重要和紧迫。根据2004～2010年的闪电定位资料，分析闽中南部地闪与雷暴、冰雹的关系，并根据2004～2010年探空资料、地面资料初步分析闪电移动路径特点，及与各类天气系统的关系和可能的引导气流层。

1 资料来源与统计学方法

1.1 资料来源

由于闪电定位资料是从04年才开始布设，本文采用资料年限为2004～2010年，雷暴日数为闽中南部各气象台站地面观测资料，由福建省信息中心提供；闪电定位资料为泉州市气象台历年备份积存；探空资料、云图资料和地面资料由国家气象局培训中心处下载。气候评价为福建省气候中心每年对外发布的气候公报及泉州市气候公报。

1.2 统计学方法

选取闽中南部18个气象台站。统计各站雷暴日数和年均雷暴日数，以上述各县的经纬度为圆心，分别统计以5、8、10、12、15、18、20、24、28、30、33、36、38、40km为半径范围的年云地闪次数和年均云地闪次数，各半径范围的年均云地闪密度（次.km-2.a-1），由年均云地闪次数与其面积之比求出。

站点均为福建省中部偏南地区。选取的强对流过程为2004～2010年日闪电次数超过百次以上的闪电过程。使用的软件：福建省Ewips、micaps3.1.1，excel；使用的编程语言：Bulid C++。

2 特征分析

2.1 人工观测雷暴最远距离

闪电和雷暴是不同的天气现象，但是两者又有必然联系，因此如果需要研究研究云地闪密度与雷暴日数的关系，就必须探讨观测人员所能听见观测站点周围多少距离之内的雷声，这样才能够分析闪电与雷暴的关系。根据公式：

采用各气象台站观测的年平均雷暴日数与其对应的不同半径范围内年平均云地闪次数进行相关性分析，在5～40km范围内，相关系数在0.5461～0.7196之间，这说明在一定范围内雷暴日数和单位面积的云地闪次数密切相关。图2可以看出5km相关系数最小，峰值出现在10～18km，最大值为15km时。

2.2 雷暴日数与地闪密度关系

通过上述研究表明，在观测站的周围15km范围内的年平均云地闪次数与年平均雷暴日数的相关性最好。因此在研究雷暴日数与云地闪密度关系时，采用观测站点15km范围内的年平均云地闪次数。经统计计算，拟合曲线图2所示，表达式为：NG=0.021Td1.9

2.3 闪电与冰雹的关系

2004～2010年共出现了23次较为明显的冰雹天气，其中发生在3～5月以外的只有4次，其余19次均发生在3～5月间，冰雹发生时出现十分明显的闪电过程，且正闪比例很高，可达总闪数一半左右，而文献[1]指出在除了冬季以外的季节闪电活动负闪占绝大多数。这些正闪的移动均为东北、东移或东南移，具有十分明显的平移特征且毫无例外。而在其他情况下的对流活动均是传播和平流的混合。因此，在3～5月闪电的分布特点：具有明显正闪活动且明显向东平流特征的雷暴过程极有可能存在冰雹过程[2]。

2.4 闪电移动路径分析

2.4.1 闽中南部闪电移动方向分析

闪电作为雷暴产生的一种灾害性天气现象，也具有雷暴的移动特征，即平流和传播的结合[3]，其移动路径见表2。由表2可以发现，原地不动约占1/6，而闪电向东的最多，达到67次，而向西南、西和西北的次数相对较少，三者之和约为1/6。分析出现这些方向的闪电活动的影响系统可以发现其多数与台风相对闽南的位置和台风的移动路径有关。因此，闽中南地区的闪电扣除原地不动，以北向、东北向、东向、东南向和南向为主，其中以东向最多。

泉州地区闪电的源地分为市外和市内，市外以江西经龙岩或三明移入泉州，而市内源地多在戴云山麓，仙游和永春交界处，以及安溪、南安和同安的交界处。

2.4.2 闪电活动的引导气流层

雷暴和闪电的临近监测由于雷达、闪电定位仪的大量布设已经不存在问题。但是6～12小时的短时预报的难度依然很大。而天气学原理上指出，雷暴的引导气流层多在500Hpa或者700Hpa。笔者通过分析2004～2010年298次过程，剔除没有资料的2次过程，在副高控制下300Hpa以下各层均无大风（风力小于6m/s）45次过程、和台风相对闽南所处位置和台风路径有关的14次过程外，发现闪电的引导气流层除了500Hpa，700Hpa外其他层次也有可能是引导层。而作为引导层500Hpa有96次，700Hpa有46次，两者合计约占总数的一半。而其余层次虽然没有这两个层次多，但合计总数也接近一半。因此不能笼统的认为分析了500Hpa和700Hpa就可以确定闪电的移动路径和方向。

因此要正确的预报闪电的移动路径，特别是6～12h短时预报闪电活动。首先要剔除台风的影响，台风的出现往往会有西北路径和偏西路径这类不常见的闪电活动出现；其次要剔除副高控制下，特别是在副高内部，500Hpa高度场达到590位势十米上下的各层风场都很弱的情况下原地不动的闪电。第三，在副高边缘500Hpa和700Hpa 很少作为引导气流层，本文中的副高边缘不特指584到588位势10m的区间，指的是在588位势十米特征线边缘即为副高边缘。第四：当出现超低空急流时，850Hpa和925Hpa作为引导层的可能性很大，但不排除由于传播的影响，出现与引导气流反向的闪电移动，2004年5月1日的过程就是一个例子，即各层均为偏北气流，而闪电却向南传播。

3 结论

（1）在观测台站10～18km范围内，特别是15km，雷暴日数与云地闪年均密度相关系数最大。

（2）经统计分析，年均雷暴日数和云地闪年均密度的关系式为：NG=0.021Td1.9，通过T0.01检验。

（3）在3～5月根据闪电的分布特点：具有明显正闪活动且明显向东（可以是东北，可以东南，也可以偏东移动）平流特征的雷暴过程极有可能存在冰雹过程。

（4）闽中南地区的闪电以北向、东北向、东向、东南向和南向为主，其中以东向最多。

（5）500Hpa和700Hpa不一定是闪电的引导层，要剔除多种天气形势和影响系统，才可以使用500Hpa和700Hpa作为闪电的短时预报引导层的依据。

参考文献

[1]苗爱梅，贾利冬，吴蓁，等.070729特大暴雨的地闪特征与降水相关分析[J].气象，2008，34（6）：74-81.

[2]周筠君，郗秀书，王怀斌，等.利用对地闪的观测估算对流性天气中的降水[J].高原气象，2003，22（2）：168-172.

[3]朱乾根.天气学原理（第四版）[M].北京：气象出版社，2010：201-203.

（作者单位：福建省泉州市气象局）