摘要：采用2010～2018年海南島天氣分型資料和閃電定位數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析在南海低壓槽影響下海南島地閃發(fā)生概率和地閃頻次的時空分布特征.結(jié)果顯示：4～10月南海低壓槽是影響海南島天數(shù)最多的天氣分型，產(chǎn)生的地閃頻次僅于華南沿海槽，列第二位;南海低壓槽影響的月份主要為5～10月份，地閃頻次以8月最多，5和10月較少;海南島地閃發(fā)生概率和地閃頻次時段分布曲線均呈單峰特征，高值區(qū)分布在12：00～21：00時段和15：00～18：00時段為高峰期，在12：00～21：00時段過程中后2d的地閃發(fā)生概率要比過程中前2d的稍高，但地閃頻次要明顯低于過程中前2d;海南島地閃發(fā)生概率月分布曲線呈單峰特征，8月份地閃發(fā)生概率最高，5和10月相對較低;海南島21：00～12：00時段地閃發(fā)生概率高值區(qū)主要分布在東南沿海并隨時間逐漸向西北擴(kuò)展，概率值在5%以下，12：00～21：00時段地閃發(fā)生概率高值中心主要分布在昌江、白沙、儋州等海南島西部市縣，15：00～18：00時段概率中心值達(dá)40%.

　　關(guān)鍵詞：南海低壓槽;地閃;特征

　　海南島地處熱帶北緣，既受熱帶系統(tǒng)影響，又常受冷空氣侵襲.夏季高溫、高濕，局地強(qiáng)對流天氣經(jīng)常發(fā)生，海南島是我國雷電活動最頻繁的地區(qū)之一[1]，年均雷暴日數(shù)多數(shù)市縣在100d以上，雷暴是海南島造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失僅次于熱帶氣旋的氣象災(zāi)害[2-3]，對雷電有效監(jiān)測、預(yù)警對人民生命財產(chǎn)安全有重要意義.目前主要的雷電預(yù)警方法是基于雷達(dá)、閃電定位、大氣電場儀等多源數(shù)據(jù)融合的推演分析[4-6]，其缺陷就是預(yù)警時效短，在30min內(nèi)有較高的預(yù)警準(zhǔn)確率，超出30min準(zhǔn)確率迅速降低.

　　因此目前雷電預(yù)警產(chǎn)品很難滿足多方要求.利用天氣分型預(yù)報短期天氣是二十世紀(jì)中期最普遍使用的預(yù)報方法，天氣分型是根據(jù)多年的天氣個例積累總結(jié)出的天氣規(guī)律，長期的預(yù)報實(shí)踐證明，其預(yù)報方法是可行、有效的[7-10].不同的天氣分型具有不同的輻合、熱力、背景風(fēng)和水汽等條件，不同的天氣分型影響意味著將出現(xiàn)不同的天氣現(xiàn)象和天氣分布.

　　因此，利用各天氣分型影響下的雷電活動規(guī)律作為雷電預(yù)警的氣候因子，可以根據(jù)各天氣分型的雷電活動特征提前作出雷電概率預(yù)報，這不失為一種延長雷電預(yù)警時效的好方法[11-15].南海低壓槽是夏秋季影響海南的主要天氣系統(tǒng)之一，也是影響海南島雷電活動的主要天氣系統(tǒng)[16]，南海低壓槽具有很強(qiáng)的輻合條件和偏東背景風(fēng)，水汽輸送條件好，容易激發(fā)強(qiáng)對流天氣，研究南海低槽影響下海南島雷電活動特征對準(zhǔn)確預(yù)報海南島雷電活動有積極的意義.

　　1資料和處理

　　1.1資料

　　1.1.1天氣分型資料

　　天氣分型資料源自海南省氣象臺每日對外發(fā)布的天氣形勢分析.海南的天氣分型定義東西向的南海季風(fēng)槽控制南海中部或北部(有時低壓中心及槽線或輻合線在15°~20°N)為南海低壓槽天氣.南海低壓槽控制海南時，越南至北部灣可能有低壓槽或低壓，海南島高空吹東北、東或東南風(fēng)，典型的吹東南風(fēng);若輻合線橫穿過海南島時，南部吹偏西風(fēng)，在南海低壓槽影響下，大多數(shù)時候會造成海南島產(chǎn)生降水過程，且強(qiáng)度比較強(qiáng)，是海南島的多雨天氣型[17].

　　1.1.2閃電數(shù)據(jù)

　　閃電數(shù)據(jù)來自海南省ADTD閃電定位系統(tǒng).海南省ADTD(AdvancedDigitalThunderDecting)閃電定位系統(tǒng)是VLF二維閃電探測系統(tǒng)，由北京華云東方探測技術(shù)有限公司研制.ADTD閃電定位系統(tǒng)要求由2個以上測站及一個數(shù)據(jù)處理站組成，系統(tǒng)探測距離300km，定位精度500m.海南省ADTD閃電定位系統(tǒng)始建于2007年，在海南島上設(shè)有5個測站，分別為海口(E110.24°，N20.00°)、三亞(E109.54°，N18.22°)、東方(E109.83°，N19.04°)、瓊海(E110.46°，N19.24°)、瓊中(E108.63°，N19.09°)，5個測站在海南島大體呈東、西、南、北、中分布，觀測點(diǎn)的間距均在200km以內(nèi).石湘波[17]認(rèn)為探測點(diǎn)的布局與距離將影響到探測效率，一般來說，站點(diǎn)圍線以內(nèi)的高于站點(diǎn)圍線以外的，相鄰站點(diǎn)距離近的高于距離遠(yuǎn)的.潘言敏[18]認(rèn)為站點(diǎn)間距在150~200km之間探測效率可達(dá)90%.

　　海南省ADTD閃電定位系統(tǒng)采用二站振幅、二站混合、三站混合、四站算法等4種定位方式，就與雷達(dá)回波配合來看，采用三站混合、四站算法定位的閃電與雷達(dá)回波配合較好，二站振幅、二站混合的誤測率較高、定位誤差也較大.ADTD閃電定位系統(tǒng)的一條數(shù)據(jù)記錄對應(yīng)一次回?fù)簦瑥默F(xiàn)存定位數(shù)據(jù)來看，三站混合、四站算法的記錄約占40%，二站振幅、二站混合的記錄約占60%.本次研究為保證定位精度只保留三站混合和四位算法定位的閃電數(shù)據(jù).2012年的閃電數(shù)據(jù)由于部分月份數(shù)據(jù)缺失未列入統(tǒng)計范圍，本次研究實(shí)際只采用8年閃電數(shù)據(jù).

　　1.2數(shù)據(jù)處理閃電數(shù)據(jù)在統(tǒng)計之前做必要的質(zhì)控處理，首先剔除數(shù)據(jù)中的繼后回?fù)簦�然后采�?0dBZ雷達(dá)回波對誤測數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別篩選.以下統(tǒng)計和地閃發(fā)生概率計算都將涉及到地閃日的概念，此處地閃日的概念定義為：當(dāng)天只要有一個及以上的地閃落在某一特定區(qū)域內(nèi)，則稱當(dāng)天為這一特定區(qū)域的一個地閃日.

　　2結(jié)果與分析

　　2.1系統(tǒng)影響天數(shù)和地閃數(shù)據(jù)

　　St1為南海低壓槽，St2為華南沿海槽，Swt為西南低壓槽，Yt為越南低壓槽，Dd為熱帶氣旋，Wf為冷空氣偏西下，Ef為冷空氣偏東下，G2為變暖高壓脊，G1為副熱帶高壓.從中可以看出，2010～2018年4～10月南海低壓槽年均影響海南島天數(shù)最高，達(dá)46d/y，年均地閃頻次13597次/y，僅次于華南沿海槽.

　　南海低壓槽影響海南島的月份主要在5～10月，8年影響天數(shù)共369d，共有83個影響過程，平均過程時間為4.4d.在南海低壓槽影響下，8年海南島出現(xiàn)地閃日共329d、地閃小時共2733h、地閃次數(shù)共108781次，地閃次數(shù)以8月最多，5月、10月較少.

　　2.2時間分布特征

　　2.2.1時段分布

　　由各時段的地閃日除以系統(tǒng)影響天數(shù)，由各時段地閃發(fā)生次數(shù)除以地閃發(fā)生天數(shù)，可得到各時段的地閃頻次.南海低壓槽影響的平均過程時間為4.4d，將影響過程分為過程中前2d和過程中后2d，對比分析過程前期與過程后期的地閃發(fā)生概率和地閃頻次.在地閃沉寂期，各時段的地閃發(fā)生概率主要分布在海南島的萬寧、陵水、三亞等東南沿海，并隨時間逐漸向西、向北內(nèi)陸擴(kuò)展，概率中心在南部海面.

　　從等值線空間變化來看，在地閃沉寂期，雷電活動范圍較小，地閃發(fā)生概率低.分析原因：在南海低壓槽影響下，海南島吹東南背景風(fēng)，水汽充足，夜間有陸風(fēng)從陸地吹向海面，在東南沿海與背景風(fēng)相向輻合，給水汽上升提供了動力，但夜間熱力條件差，雷暴較弱，地閃發(fā)生的概率較低.太陽出來后陸風(fēng)消失、海風(fēng)逐漸增大，在海南島東部海風(fēng)與背景風(fēng)疊加，風(fēng)力加強(qiáng)，水汽受陸地高山阻擋抬升，雷電活動范圍逐漸向內(nèi)陸擴(kuò)展[26-27].從06：00～12：00時段地閃發(fā)生概率比00：00～06：00時段較小，說明夜間陸風(fēng)與背景風(fēng)的輻合作用對雷電的影響要比白天地形的抬升作用要大.

　　在地閃的活躍期，12：00～18：00時段在海南島的中西部內(nèi)陸出現(xiàn)一個大的、穩(wěn)定的概率高值閉合中心，原因分析：1)該區(qū)域?yàn)楹Ｄ蠉u午后氣溫的高值中心;2)該區(qū)域高山起伏、地形復(fù)雜，由于地表受熱不均容易產(chǎn)生不穩(wěn)定能量激發(fā)對流天氣;3)該區(qū)域是東南向背景風(fēng)與西向海風(fēng)的匯合點(diǎn)，熱力因素和動力因素的雙重作用使該區(qū)域成為地閃發(fā)生概率的高值中心[28].另外，12：00～18：00時段在瓊中縣鸚歌嶺東側(cè)出現(xiàn)一個小的、穩(wěn)定的概率高值閉合中心，東北-西南走向的鸚歌嶺地形對東南向背景風(fēng)及海風(fēng)起到了阻擋抬升作用，導(dǎo)致此處常有雷電活動.

　　自然災(zāi)害論文投稿刊物：《自然災(zāi)害學(xué)報》旨在展示我國災(zāi)害科學(xué)的研究成果，促進(jìn)自然科學(xué)與社會科學(xué)在災(zāi)害科學(xué)方面的結(jié)合。刊登各種自然災(zāi)害和社會科學(xué)在災(zāi)害科學(xué)方面的結(jié)合。刊登各種自然災(zāi)害和發(fā)生機(jī)理、災(zāi)害與人類社會的關(guān)系及其影響、防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)工程等方面的研究論文。讀者對象為災(zāi)害學(xué)研究工作者、防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)技術(shù)人員及相關(guān)專業(yè)大專院校師生。獲獎情況：中國自然科學(xué)核心期刊;中國科技論文統(tǒng)計源期刊。

　　3小結(jié)

　　利用2010～2018年海南島閃電定位數(shù)據(jù)和南海低壓槽天氣分型資料，分析在南海低壓槽影響下海南島地閃的時空分布特征，得到以下結(jié)論：1)4～10月南海低壓槽是影響海南島天數(shù)最多的天氣分型，產(chǎn)生的地閃頻次僅次于華南沿海槽，位于第二位;2)南海低壓槽影響海南島的月份一般為5～10月，地閃頻次以8月最多，而5和10月較少;3)海南島地閃發(fā)生概率、地閃頻次的時段分布曲線均呈單峰特征，地閃發(fā)生概率、地閃頻次高值區(qū)分布在12：00～21：00時段和15：00～18：00時段為地閃發(fā)生概率和地閃頻次高峰期;4)12：00～21：00時段過程中后2d的地閃發(fā)生概率要比過程中前2d的稍高，但地閃頻次要明顯低于過程中前2d;5)海南島地閃發(fā)生概率月分布曲線呈單峰特征，地閃發(fā)生概率高峰期在8月，而5和10月相對較低，特別是12：00～21：00時段地閃發(fā)生概率要明顯低于其他月份;6)海南島21：00～12：00時段地閃發(fā)生概率高值區(qū)主要分布在東南沿海并逐漸向西北擴(kuò)展，概率值在5%以下;12：00～21：00時段地閃發(fā)生概率高值中心主要分布在昌江、白沙、儋州等海南島西部市縣，15：00～18：00時段概率中心值達(dá)40%.

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　　作者：李敏1，2，勞小青2，高燚2，韋傳波3，李雨珊4