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摘 要 使用1961—2014年江苏省、山西省逐年雷暴日数据，及2009年闪电定位监测资料，采用数理统计、一元线性方程等方法对比分析两个省份雷暴日活动规律及闪电频数月分布特征、雷电流强度、雷电流陡度及闪电密度空间分布特征，得出：江苏省年雷暴日每10 a减少约0.2 d；山西省年雷暴日每10 a减少约1.8 d；江苏省1961—1974年雷暴活动较多，1975—1989年雷暴活动较少；山西省1961—1972年雷暴日较多，1973—2002年雷暴活动较少；两省份地闪频数月分布均呈典型单峰型特征，且地闪频数均集中在6—8月；山西省正、负地闪雷电流强度及雷电流陡度均高于江苏省；两省份闪电密度空间分布均具有较强地域性，江苏省从南向北及从西向东地区闪电密度呈递减发展趋势，山西省闪电活动呈从北向南呈递减发展。
关键词 雷暴日；闪电频数；一元线性方程；雷电流强度；雷电流陡度
中图分类号：P427.321 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.32.060
1 资料来源及使用方法
本文使用1961—2014年江苏省、山西省逐年雷暴日数据及2009年闪电定位监测资料，运用一元线性方程分别求出江苏省、山西省多年雷暴日时间序列数据变化趋势，比较两省份年雷暴日变化趋势。使用5 a滑动平均以及距平分析法比较两省份年雷暴日距平值变化趋势。使用数理统计的方法，对比研究两省份地闪频次月分布、雷电流强度、雷电流陡度等分布特征。
2 雷暴日活动规律对比分析
2.1 雷暴日年际变化规律
1961—2014年，江苏省年平均雷暴日数30 d，最多年雷暴日为47 d（1964年），最少年雷暴日14 d（1999年）；山西省年平均雷暴日数33 d，最多年雷暴日为62 d（1963年）；最少年雷暴日12 d（1978年），年雷暴日波动幅度明显高于江苏省。分析近54 a江苏省、山西省年雷暴日变化趋势及线性回归结果（图1），江苏省年雷暴日在波动中呈逐年递减趋势，气候倾向率约-0.2 d/10 a，江苏省年雷暴日1961—1990年呈逐年递减发展，1990—2014年呈逐年递增趋势。山西省年雷暴日在波动中呈逐年递减趋势（图1b），气候倾向率约-1.8 d/10 a，雷暴日递减幅度远高于江苏省年雷暴日变化速度；山西省年雷暴日1961—1993年呈逐年递减发展，1993—2014年呈逐年递增发展。
2.2 雷暴日距平变化规律
分析江苏省、山西省年雷暴日距平变化趋势及5年滑动平均结果（图2）。江苏省1961—1974年雷暴日距平值总体以正值为主，仅1966年雷暴日距平值为负，说明期间雷暴活动频繁；1975—1989年雷暴日距平值总体以负值为主，仅1987年为正数；1990—2002年雷暴日距平值正负交替变化；2003—2012年雷暴日距平值均为正，说明江苏省雷暴活动频繁。从5年滑动平均曲线可看出，1961—1976年5年滑动平均曲线均>0，期间雷暴活动频繁，1977—2002年5年滑动平均曲线值以<0为主，雷暴活动较少，2003年后雷暴活动又较多；4年雷暴日距平值>10 d，其中1964年最大为16 d，2年雷暴日距平值<-10d，其中1999年最小为-16 d。
山西省1961—1972年雷暴日距平值总体以正为主，仅1966年雷暴日距平值为负数（同江苏省），说明期间山西省年雷暴日高于多年平均值，雷暴活动频繁；1973—2002年雷暴日距平值总体以负为主，仅4年雷暴日距平值为正数，雷暴活动较少；2003—2014年雷暴日距平值正负交替，雷暴活动波动幅度较大。从5年滑动平均曲线可以看出，1961—1973年5年滑动平均曲线均>0，期间雷暴活动频繁，1974—2004年5年滑动平均曲线值以<0为主，雷暴活动较少，2004年后雷暴活动又较多。6年雷暴日距平值>10 d，其中1963年距平值最大为29 d；5年雷暴日距平值<-10 d，其中1978年最小为-21 d，其次是2001年，-12 d。
3 闪电活动规律对比分析
3.1 闪电总体特征分析
对于地闪频数，江苏省、山西省均以负地闪为主，其中江苏省总地闪频数为337 123次，负地闪频数为320 501次，占全年总地闪数95.1%。山西省总地闪频数为152 731次，远小于江苏省地闪频数，负地闪数为132 130次，占全年总地闪数86.5%。对于平均雷电流强度，江苏、山西省正地闪雷电流强度分别为78.55 kA、47.36 kA，江苏、山西省负地闪雷电流强度分别为-31.18 kA、-68.15 kA。对于平均雷电流陡度，江苏省正地闪雷电流陡度为9.97 kA/μS，负地闪雷电流陡度为-10.20 kA/μS，而对于山西地区正地闪雷电流陡度为12.79 kA/μS，负低山陡度为-16 kA/μS，雷电流陡度值均高于江苏省。
3.2 闪电频数月分布特征
2009年，江苏省、山西省地闪频数月分布差异性较大，江苏省地闪频数月分布呈典型单峰型特征，地闪频数集中在6—8月，累积地闪频数占全年总数89.3%，其中6月发生地闪频次最多，为135604次，占全年总地闪数42.5%，其次是7月，发生地闪频次为72 330次，占全年总地闪频数22.7%。前5个月发生地闪频数较少。山西省地闪频数月分布也呈典型单峰型特征，主要集中在6—8月，占全年总数88.8%，其中6月最多为75 689次，占全年总地闪频数40%，地闪频数远小于江苏省。山西省前3个月发生地闪频数较少。
3.3 雷电流强度月分布特征
江苏、山西省雷电流强度月分布差异性较大（图3），江苏省负地闪雷电流强度集中在-38～-26 kA，以1月最高，为-38 kA，其次4月，为-36kA；正地闪雷电流强度集中在0～60 kA，5月最高为60 kA，其次是11月，为59 kA，正地闪强度明显高于负地闪强度。山西省负地闪雷电流强度集中在-120～-46 kA，其中12月最高为-120 kA，其次是3月，雷电流强度为-100 kA，5月雷電流强度最小为 -46 kA；正地闪雷电流强度集中在0～198 kA，其中2月最高，为198 kA，其次是11月，为125 kA，具有正地闪强度明显高于负地闪强度分布特征。4—11月负地闪雷电流强度波动幅度较小，而正地闪雷电流强度逐月波动较大。
3.4 雷电流陡度月分布特征
江蘇省正地闪雷电流陡度集中在0～14 kA/μS，雷电流陡度波动幅度较大，其中9月最大为14 kA/μS，其次是7、11月，均为13 kA/μS；负地闪雷电流陡度集中在-14～4 kA/μS内，波动幅度也较大，其中9月最大为-14 kA/μS，其次是7月，为-13kA/μS。山西省正地闪雷电流陡度集中在0～29 kA/μS，波动幅度大于江苏省，其中2月最大，为29 kA/μS，其次是12月，为
19 kA/μS；负地闪雷电流陡度集中在-22～11 kA/μS，5—11月波动幅度较小，其中2月最大，为-22 kA/μS，其次是1月、12月，均为-19 kA/μS。
3.5 闪电密度分布特征
将江苏省、山西省划分网格间距为0.20E×0.20N的小正方形，统计每个小正方形中发生的闪电次数。两省闪电密度空间分布差异性较大，江苏省闪电密度地域分布不均匀，闪电活动集中在苏南，闪电密度11～13.7次/km2·a，苏中地区闪电密度集中在5.5～8.2次/km2·a，而苏北及沿海闪电活动较少，江苏省从南向北及从西向东闪电密度呈递减发展趋势。同时，江苏省闪电活动密集中心集中在南京、常州等经济水平较高地方，而盐城、宿迁、徐州等地闪电活动较少，闪电密度大都<11次/km2·a，这些区域环境土壤电阻率较高，不利于云地闪发生，降低闪电发生次数及地闪密度，应加强对地闪密度值较大区域雷电防护。
山西省闪电活动也具有较强地域性，集中在山西省北部，闪电密度2.2～2.7次/km2·a，远小于江苏省。南部闪电活动较少，总体呈从北向南递减发展趋势。山西省闪电活动密集中心集中在朔州、沂州等，这些地区周围有较多水域，水汽充足，闪电活动频发，其中阳泉闪电密度最高，>2.4次/km2·a，由于阳泉横贯桃河且山区地形抬升作用，易形成地形雷暴。其次，太原和晋中也有较多闪电活动，而吕梁、大同和运城闪电活动次数<0.3次/km2·a。
4 结论
第一，江苏省年雷暴日呈逐年递减趋势，每10 a减少为0.2 d，1961—1990年呈逐年递减，1990—2014年呈逐年递增；山西省年雷暴日也呈逐年递减趋势，每10 a减少为1.8 d，递减幅度远高于江苏省。
第二，江苏省雷暴活动1961—1974年频繁，1975—1989年较少，1990—2002年波动幅度较大；山西省年雷暴日1961—1972年频繁，1973—2002年较少，2003—2014年波动幅度较大。
第三，江苏、江西两省地闪频数月分布均呈典型单峰型特征，地闪频数都集中在6—8月，期间累积地闪频数江苏占全年总数89.3%，山西占全年总数88.8%。两省份正地闪频次月分布波动幅度均较小，负地闪频数均在6月达到峰值。
第四，江苏、山西两省负地闪雷电流强度分别集中在-38～-26 kA、-120～-46 kA，正地闪雷电流强度集中在0～60 kA、0～198 kA。
第五，江苏省正、负地闪雷电流陡度集中在0～14 kA/
μS、-14～-4 kA/μS内；山西省正、负地闪雷电流陡度集中在0～29 kA/μS、22～11 kA/μS内。
第六，两省份闪电密度空间分布均具有较强地域性，江苏省从南向北及从西向东地区闪电密度呈递减发展趋势，山西省闪电活动呈从北向南呈递减发展趋势。
参考文献
[1]杨仲江，姜苏，李鹏飞，等.基于ARM控制器的智能雷电监测系统设计[J].电子技术应用，2014，40（8）：20-23.
[2]王娟，谌芸.2009-2012年中国闪电分布特征分析[J].气象，2015，41（2）：160-170.
（责任编辑：刘昀）
关键词 雷暴日；闪电频数；一元线性方程；雷电流强度；雷电流陡度
中图分类号：P427.321 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.32.060
1 资料来源及使用方法
本文使用1961—2014年江苏省、山西省逐年雷暴日数据及2009年闪电定位监测资料，运用一元线性方程分别求出江苏省、山西省多年雷暴日时间序列数据变化趋势，比较两省份年雷暴日变化趋势。使用5 a滑动平均以及距平分析法比较两省份年雷暴日距平值变化趋势。使用数理统计的方法，对比研究两省份地闪频次月分布、雷电流强度、雷电流陡度等分布特征。
2 雷暴日活动规律对比分析
2.1 雷暴日年际变化规律
1961—2014年，江苏省年平均雷暴日数30 d，最多年雷暴日为47 d（1964年），最少年雷暴日14 d（1999年）；山西省年平均雷暴日数33 d，最多年雷暴日为62 d（1963年）；最少年雷暴日12 d（1978年），年雷暴日波动幅度明显高于江苏省。分析近54 a江苏省、山西省年雷暴日变化趋势及线性回归结果（图1），江苏省年雷暴日在波动中呈逐年递减趋势，气候倾向率约-0.2 d/10 a，江苏省年雷暴日1961—1990年呈逐年递减发展，1990—2014年呈逐年递增趋势。山西省年雷暴日在波动中呈逐年递减趋势（图1b），气候倾向率约-1.8 d/10 a，雷暴日递减幅度远高于江苏省年雷暴日变化速度；山西省年雷暴日1961—1993年呈逐年递减发展，1993—2014年呈逐年递增发展。
2.2 雷暴日距平变化规律
分析江苏省、山西省年雷暴日距平变化趋势及5年滑动平均结果（图2）。江苏省1961—1974年雷暴日距平值总体以正值为主，仅1966年雷暴日距平值为负，说明期间雷暴活动频繁；1975—1989年雷暴日距平值总体以负值为主，仅1987年为正数；1990—2002年雷暴日距平值正负交替变化；2003—2012年雷暴日距平值均为正，说明江苏省雷暴活动频繁。从5年滑动平均曲线可看出，1961—1976年5年滑动平均曲线均>0，期间雷暴活动频繁，1977—2002年5年滑动平均曲线值以<0为主，雷暴活动较少，2003年后雷暴活动又较多；4年雷暴日距平值>10 d，其中1964年最大为16 d，2年雷暴日距平值<-10d，其中1999年最小为-16 d。
山西省1961—1972年雷暴日距平值总体以正为主，仅1966年雷暴日距平值为负数（同江苏省），说明期间山西省年雷暴日高于多年平均值，雷暴活动频繁；1973—2002年雷暴日距平值总体以负为主，仅4年雷暴日距平值为正数，雷暴活动较少；2003—2014年雷暴日距平值正负交替，雷暴活动波动幅度较大。从5年滑动平均曲线可以看出，1961—1973年5年滑动平均曲线均>0，期间雷暴活动频繁，1974—2004年5年滑动平均曲线值以<0为主，雷暴活动较少，2004年后雷暴活动又较多。6年雷暴日距平值>10 d，其中1963年距平值最大为29 d；5年雷暴日距平值<-10 d，其中1978年最小为-21 d，其次是2001年，-12 d。
3 闪电活动规律对比分析
3.1 闪电总体特征分析
对于地闪频数，江苏省、山西省均以负地闪为主，其中江苏省总地闪频数为337 123次，负地闪频数为320 501次，占全年总地闪数95.1%。山西省总地闪频数为152 731次，远小于江苏省地闪频数，负地闪数为132 130次，占全年总地闪数86.5%。对于平均雷电流强度，江苏、山西省正地闪雷电流强度分别为78.55 kA、47.36 kA，江苏、山西省负地闪雷电流强度分别为-31.18 kA、-68.15 kA。对于平均雷电流陡度，江苏省正地闪雷电流陡度为9.97 kA/μS，负地闪雷电流陡度为-10.20 kA/μS，而对于山西地区正地闪雷电流陡度为12.79 kA/μS，负低山陡度为-16 kA/μS，雷电流陡度值均高于江苏省。
3.2 闪电频数月分布特征
2009年，江苏省、山西省地闪频数月分布差异性较大，江苏省地闪频数月分布呈典型单峰型特征，地闪频数集中在6—8月，累积地闪频数占全年总数89.3%，其中6月发生地闪频次最多，为135604次，占全年总地闪数42.5%，其次是7月，发生地闪频次为72 330次，占全年总地闪频数22.7%。前5个月发生地闪频数较少。山西省地闪频数月分布也呈典型单峰型特征，主要集中在6—8月，占全年总数88.8%，其中6月最多为75 689次，占全年总地闪频数40%，地闪频数远小于江苏省。山西省前3个月发生地闪频数较少。
3.3 雷电流强度月分布特征
江苏、山西省雷电流强度月分布差异性较大（图3），江苏省负地闪雷电流强度集中在-38～-26 kA，以1月最高，为-38 kA，其次4月，为-36kA；正地闪雷电流强度集中在0～60 kA，5月最高为60 kA，其次是11月，为59 kA，正地闪强度明显高于负地闪强度。山西省负地闪雷电流强度集中在-120～-46 kA，其中12月最高为-120 kA，其次是3月，雷电流强度为-100 kA，5月雷電流强度最小为 -46 kA；正地闪雷电流强度集中在0～198 kA，其中2月最高，为198 kA，其次是11月，为125 kA，具有正地闪强度明显高于负地闪强度分布特征。4—11月负地闪雷电流强度波动幅度较小，而正地闪雷电流强度逐月波动较大。
3.4 雷电流陡度月分布特征
江蘇省正地闪雷电流陡度集中在0～14 kA/μS，雷电流陡度波动幅度较大，其中9月最大为14 kA/μS，其次是7、11月，均为13 kA/μS；负地闪雷电流陡度集中在-14～4 kA/μS内，波动幅度也较大，其中9月最大为-14 kA/μS，其次是7月，为-13kA/μS。山西省正地闪雷电流陡度集中在0～29 kA/μS，波动幅度大于江苏省，其中2月最大，为29 kA/μS，其次是12月，为
19 kA/μS；负地闪雷电流陡度集中在-22～11 kA/μS，5—11月波动幅度较小，其中2月最大，为-22 kA/μS，其次是1月、12月，均为-19 kA/μS。
3.5 闪电密度分布特征
将江苏省、山西省划分网格间距为0.20E×0.20N的小正方形，统计每个小正方形中发生的闪电次数。两省闪电密度空间分布差异性较大，江苏省闪电密度地域分布不均匀，闪电活动集中在苏南，闪电密度11～13.7次/km2·a，苏中地区闪电密度集中在5.5～8.2次/km2·a，而苏北及沿海闪电活动较少，江苏省从南向北及从西向东闪电密度呈递减发展趋势。同时，江苏省闪电活动密集中心集中在南京、常州等经济水平较高地方，而盐城、宿迁、徐州等地闪电活动较少，闪电密度大都<11次/km2·a，这些区域环境土壤电阻率较高，不利于云地闪发生，降低闪电发生次数及地闪密度，应加强对地闪密度值较大区域雷电防护。
山西省闪电活动也具有较强地域性，集中在山西省北部，闪电密度2.2～2.7次/km2·a，远小于江苏省。南部闪电活动较少，总体呈从北向南递减发展趋势。山西省闪电活动密集中心集中在朔州、沂州等，这些地区周围有较多水域，水汽充足，闪电活动频发，其中阳泉闪电密度最高，>2.4次/km2·a，由于阳泉横贯桃河且山区地形抬升作用，易形成地形雷暴。其次，太原和晋中也有较多闪电活动，而吕梁、大同和运城闪电活动次数<0.3次/km2·a。
4 结论
第一，江苏省年雷暴日呈逐年递减趋势，每10 a减少为0.2 d，1961—1990年呈逐年递减，1990—2014年呈逐年递增；山西省年雷暴日也呈逐年递减趋势，每10 a减少为1.8 d，递减幅度远高于江苏省。
第二，江苏省雷暴活动1961—1974年频繁，1975—1989年较少，1990—2002年波动幅度较大；山西省年雷暴日1961—1972年频繁，1973—2002年较少，2003—2014年波动幅度较大。
第三，江苏、江西两省地闪频数月分布均呈典型单峰型特征，地闪频数都集中在6—8月，期间累积地闪频数江苏占全年总数89.3%，山西占全年总数88.8%。两省份正地闪频次月分布波动幅度均较小，负地闪频数均在6月达到峰值。
第四，江苏、山西两省负地闪雷电流强度分别集中在-38～-26 kA、-120～-46 kA，正地闪雷电流强度集中在0～60 kA、0～198 kA。
第五，江苏省正、负地闪雷电流陡度集中在0～14 kA/
μS、-14～-4 kA/μS内；山西省正、负地闪雷电流陡度集中在0～29 kA/μS、22～11 kA/μS内。
第六，两省份闪电密度空间分布均具有较强地域性，江苏省从南向北及从西向东地区闪电密度呈递减发展趋势，山西省闪电活动呈从北向南呈递减发展趋势。
参考文献
[1]杨仲江，姜苏，李鹏飞，等.基于ARM控制器的智能雷电监测系统设计[J].电子技术应用，2014，40（8）：20-23.
[2]王娟，谌芸.2009-2012年中国闪电分布特征分析[J].气象，2015，41（2）：160-170.
（责任编辑：刘昀）