武汉市云地闪电时空分布特征分析

武汉市云地闪电时空分布特征分析

2湖北省远安气象局，湖北宜昌443000

摘要：利用2019～2021年湖北省三维闪电定位系统的云地闪电资料，分析

了武汉市云地闪电时空分布特征。结果表明：武汉市云闪、地闪次数均呈逐年增

多趋势，云闪增多趋势更为明显，云闪次数略多于地闪；正闪电占比少，总正闪

比为27.4%；闪电的月变化特征呈双峰型分布，5～8月闪电最为频繁，总闪和云

闪次数均为5月最多；武汉市一天之内的任一时刻都有可能发生闪电，云地闪电

活动日变化趋势基本一致，表现为“单峰单谷”特征，最高峰出现在15时，次

日11时达最小值，最大值是最小值的10倍左右；武汉市闪电空间分布特征为东

多西少、南多北少，主城区的密度总体高于远城区，新洲区闪电密度为各区之首。

关键词：武汉；三维闪电；闪电密度；特征分析

引言

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内部的放电现象，多发生积雨云中，具有放电时间短、电流强度大等特点[1]。云对地闪电对人类活动危害最大，能够

直接造成人员伤亡、建筑物、电子设备损坏，同时极易造成易燃易爆场所因电火

花引发的火灾及爆炸等安全事故[2]。近年来，国内外学者对闪电活动特征进行了

大量的研究，与此同时基于VLF/LF三维闪电定位系统在全国范围内的应用，有

效解决了之前雷电监测网只能探测地闪，不能探测云闪以及不能对云闪高度三维

定位的问题[3]。阳宏生等利用ADTD-2C型三维闪电定位系统分析了广西省闪电时

空分布规律和雷电流特征[4]；丁旻、朱晶晶[5-6]等利用VLF/LF三维闪电定位系统分别分析了贵州和海南岛不同年份的闪电特征；王学良等研究了湖北地区云地闪时

空分布及其雷电特性[7]。这些研究主要以省级区域为研究对象，随着城市化进程

的加快，人口越来越集中到城市，对单个城市小尺度闪电时空分布特征的研究变

得尤为必要。本文以武汉市为例，利用三维闪电定位系统资料，分析武汉市全区

域的云地闪电时空分布特征，以期为武汉市雷电灾害防御提供科学理论依据。

1数据来源与方法

1.1数据来源

本文数据来源于湖北省三维闪电定位系统，该系统由全省19个VLF/LF三维

闪电探测站组成闪电监测站网、雷电数据处理中心站及对应数据处理、图形显示、闪电数据库组成。采用空间定位算法根据接收到的多站点探测数据，进行相关性

分析并计算出闪击位置，完成三维位置解算，返回正云地、负云地、正云闪、负

云闪发生的时间、极性和经纬度等参数[1]。

1.2方法

本文选取2019～2021年武汉市全区域的云地闪电资料，剔除了雷电流幅值

绝对值小于2 kA和大于200kA以上的资料。利用收集、整理后的数据统计武汉

市闪电空间分布和时间分布。空间特征比较时划分为主城区和远城区两部分；分

析日变化特征时，将每个时次发生的闪电次数定义为前一个时次至当前时次发生

的次数之和。

2闪电时间分布特征

2.1总体特征分析

对2019～2021年三维闪电定位系统数据进行统计，从表1可以看出：武汉

市云闪和地闪次数均呈逐年增多趋势，云闪次数的增多趋势更为明显。3a共监测

到闪电254045次，其中云闪127365次，占总闪电的50.1%，地闪126680次，占

总闪电的49.9%；正闪69614次，负闪184431次，总正闪比27.4%。这主要是大

多数积雨云上部带正电荷，云体下部带负电荷，因此，云层与地面之间的放电绝

大多数为负闪电，尤其强降水过程负闪占绝对优势。

表1武汉市闪电总体情况统计表

年闪云地云总总

总正闪比

份电

次

数闪

次

数

闪

次

数

闪比/%正闪

次

数

负闪

次

数

/%

20 19

50

129

23

299

26

830

46

.5

13

552

36

577

27

.0

20 20

86

704

42

252

44

452

48

.7

22

172

64

532

25

.6

20 21

11

7212

61

814

55

398

52

.7

33

890

83

322

28

.9

合计

25

4045

12

7365

12

6680

50

.1

69

614

18

4431

27

.4

从表2可以看出，2019～2021年武汉市正云闪占云闪的29.2%，正地闪占地

闪的25.2%。相比王学良[7]等统计的湖北地区正闪电仅占闪电总数 3.8%明显偏大，但与阳宏声[4]、丁旻[5]统计广西和贵州地区的正闪比差值不大，这主要与使用的闪电数据来源不同有关，三维闪电定位系统相比二维闪电系统探测有更多的正闪击。

表2武汉市云闪和地闪总体情况统计表

年份

正

云闪

负

云闪次

正

云闪比

正

地闪

负

地闪

正

地闪比