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摘 要 闪电现象是强对流天气最直接的表征，通过分析云地闪，可以较为全面地了解一个地区剧烈天气的基本特征，进而为强对流天气的监测和预警提供借鉴。利用2007-2014年浙江省及其周边的雷电监测数据，对浙江省云地闪的活动和空间、时间（年、月、日）等分布进行了统计分析。结果表明：在浙江省，2007-2014年逐年的地闪事件数波动较大，并有略下降的趋势；在空间上，有两个高值中心，分别是台州市区西南部[13.6次/（km2·a）]和诸暨略偏西处[11.3次/（km2·a）]。有两个高密度带，一是东部沿海的宁波-台州-温州一带[≥6 次/（km2·a）]；二是浙中西部的诸暨-永康-武义-衢州-建德一线[11次/（km2·a）]。正地闪占总地闪比率逐年在3%～4.2%之间，春季正地闪占比偏高，接近10%或更高，盛夏正地闪占比明显降低，在2.5%～3%徘徊；在时间上，地闪高发时期有两个：3月中旬-4月上旬，冬春交替之时和6月中下旬-8月下旬的盛夏季节。其日变化呈单峰型：从午后12：00左右开始，地闪进入高发时期，至18：00以后开始减弱，22：00之后基本趋于平静，00：00-10：50属于相对平静期。
关键词 气候学；云地闪；时空分布；浙江省
中图分类号：P427.32 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.11.001
雷电是自然界最为壮观和重要的大气现象之一，随着雷电，有声、光和电等多种物理现象发生，是强对流性天气的重要现象。雷电虽然出现时间短，但因其放电电压高、峰值电流变化幅度大、电流变化快等特点，具有巨大的破坏性[1]。因此雷电是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。据统计，全球每年因雷电灾害造成的经济损失超过10亿美元，我国每年雷击导致的伤亡人数在万人以上。近年来，随着经济社会的快速发展，高层建筑、现代化电子设备和人员、财产密集场所的大量增多和集聚，雷电已被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”。雷击事件和雷电灾害损失的严重程度呈上升趋势，并呈多样性方式发展，防雷减灾已成为关系到城市现代化建设、信息化发展和新农村建设防灾减灾的重大课题。
雷电按其放电方式分为云地闪、云际闪和云内闪。云地闪是指云层与大地和地物之间的放电，简称地闪[1]。地闪是造成地面雷击灾害的主要原因。通常所说的雷电灾害就是因地闪引起的。以前由于探测技术和手段的原因，雷电的观测主要是靠气象观测员的人工观测为主，随意性、时间和空间限制都比较大；随着闪电探测技术的不断发展，人们对雷电的认识越来越深入，研究广度和深度都明显提高，20世纪90年代，在欧美国家闪电定位系统逐步取代人工观测，开拓了闪电监测的新纪元，突破人工观测的时间间断和空间局限的壁垒，逐步实现时间、空间的无缝隙监测；新世纪之后，国内在这方面也逐步进入布网和业务应用阶段。2006年，浙江省在11个地市布设了11台闪电定位仪，并初步组成了全省的闪电监测系统，对云地闪开展了全天候的观测。本文利用2007-2014年共8年的雷电监测数据，对浙江省地闪的活动和时空分布等情况进行统计分析，为强对流天气的监测和预警等业务提供基础信息。
1 资料来源、闪电定位仪分布及密度计算方法
本文所使用的云地闪资料来自浙江省闪电定位网系统ADTD（Advanced Direction Time of arrival Detection）。该系统2006年底建成，共建设了11台闪电定位仪，分别位于浙江省11个地市，其空间基线距离约为100km（见图1）。该系统测量对象为云地闪，全天候观测（24h），测量内容为每次回击过程的时间、位置、峰值强度、归一化100公里处波形特征参量（阈值时间、陡点时间、峰点时间、波形半周过零点）、陡点值，其具体参数见表1。该探测系统探测范围为0～600km，平均为300km，云地闪探测效率≥90%，探测定位准确度为均方根误差≤500m；事件时间分辨率对有用的云地闪为3ms，对云间闪探测和剔除小于350ns。为避免闪电探测系统中的低频探头有可能将云闪误判为是正地闪，按照通常的做法，认为只有当地闪的电流强度大于10kA时，才确认为正地闪，低于10kA的正极性放电则确定为云闪。根据闪电数据的时间信息，统计分析地闪频数的年、月、日变化，将整个研究区域分成10 km×10 km的网格，统计落在每个网格内的闪电数目，分析地闪活动的密度、日数等分布情况。
2 浙江省云地闪概况
表2为2007-2014年浙江省地闪频次的统计。分析表明：浙江省逐年云地闪次数在40万～75万次，相当于3.1～7.3次/（km2·a），平均5.8次/（km2·a），年际变化差距可达80%。在所有地闪事件中，负地闪占绝对优势，正地闪只占3.04%～4.34%，占比的年际变化不大。
分析地闪强度，发现除2012年外，最大地闪流强度均出现在负地闪事件中。正地闪最大电流强度在428～990kA，极大值一般<770 kA；负地闪在-700～-1200kA，最强可达-1211kA。平均地闪流强度则是正地闪（51～72kA）强于负地闪（-42～-58kA）。全省年均日地闪次数超万次的天数在10～27，中位数为20 d；日地闪次数超千次的天数在33～80 d，中位数为62 d。
3 地闪空间分布特征
3.1 总地闪空间分布特征
图2为2007-2014年间浙江省平均年地闪密度和日数空间分布。可见在浙江省地闪密度存在2个高值中心，一个位于台州市区西南部[13.6次/（km2·a）]，另一个位于诸暨略偏西处[11.3次/（km2·a）]。并且全省存在两个明显的高密度带：一是东部沿海的宁波-台州-温州一带，其值普遍≥6 次/（km2·a）。二是浙中西部的诸暨-永康-武义-衢州-建德一线。从地形看，东部沿海的高密度带位于四明山脉和雁荡山脉的山脉的东南侧；浙中西部的高密度带则是位于金衢盆地这一狭长区域内。这些高值中心在地形上也有明显类似的特征：相对周边，其地势都处于较低处，平均海拔小于300m，在其临近周边存在地势陡升的山脉，海拔较高处均在600 m以上。此外，还有两个次高中心：浙西南的龙泉[6.8 次/（km2·a）]和浙东沿海的平阳、瑞安[5.8 次/（km2·a）]：龙泉是一西南向开口的喇叭口型的峡谷小盆地；平阳、瑞安位于是一面向东南的喇叭口型小平原。可见浙江地闪密度分布因地形而存在明显的差异。这也符合峡谷地形有利午后强对流形成，进而影响地闪密度分布的基本论断。 地闪日数分布和地闪密度分布有类似的规律，但高值区面积更大些，在浙中南部山区总体要高于浙北平原地区，可见复杂的地形有利午后对流的形成，也导致这些区域成为地闪密度和日数分布的高值区。地闪日数分布的两个高值带状区域仍然存在，但不如地闪密度分布突出，呈阶梯状逐步提升：在浙北平原地区，年均地闪日数在20～28d，浙中南部大部分地区超过30d，地闪密度较高的带状区域内，普遍超过36d，最大地闪日数出现在浙东沿海的宁海附近，达50.1d，其次是台州市区的西部，达43.3d。
4 地闪季、日变化特征
4.1 地闪的季节变化
分析2007-2014年逐年浙江省总地闪的季节分布，发现具有如下规律：一般在冬春之交的3月中旬-4月上中旬，伴随着春季强对流天气的出现，会有几次较为明显的雷电天气过程，在各年中均表现为有阶段性的地闪小高峰出现，如图3。4月下旬-6月上旬常处于低谷期，但也时有地闪发生；6月中下旬起，随着江南地区进入梅雨季，地闪频次骤增；7-9月中旬是浙江省的盛夏季节，多午后强对流天气，是一年中地闪频次最高的季节；9月之后，有的年份会明显减少，但也有些年份呈缓慢下降；10月之后雷电基本趋于平静，仅个别年份出现小的闪电峰值。
4.2 地闪的日变化
统计浙江省2007-2014年逐日的分钟累计闪电频次分布，可见一致的规律。从图4可见：地闪的日变化呈单峰型：从午后12：00左右开始，地闪进入高发时段，14：10-16：40达峰值，至18：00以后开始减弱，22：00之后基本趋于平静，00：00-10：50属于相对平静期。总地闪峰值出现在15：10-16：05，约850～1750 次/（min·a），中位数为1428；谷值出现在01：50-10：13，22～92 次/（min·a），中位数44。其中正地闪频次也呈单峰型，但峰值出现时间与总地闪数同步或略为滞后，出现在15：06-18：06，32～88 次/（min·a），中位数44，谷值在0～3。正负地闪频率增长开始时间节点接近，但其比率并不同步增长，正地闪占比较稳定，在峰值时段甚至略有下降。
5 结语
（1）在浙江省及其周边地区，2007-2014年地闪事件数波动较大，并有逐年下降的趋势；因雷击造成的灾害事件也呈现逐年下降的趋势。
（2）在浙江有两个高值中心，分别是台州市区西南部[13.6次/（km2·a）]和诸暨略偏西处[11.3次/（km2·a）]；有两个高密度带，一是东部沿海的宁波-台州-温州一带[≥6 次/（km2·a）]；二是浙中西部的诸暨-永康-武义-衢州-建德一线[11次/（km2·a）]。正地闪在总地闪中占比逐年在3%～4.2%，春季正地闪占比偏高，接近10%或更高；盛夏占比明显降低，在2.5%～3%。
（3）在浙江，地闪高发时期有两个：3月中旬～4月上旬冬春交替之时和6月中下旬-8月下旬的盛夏季节。其日变化呈单峰型：从午后12：00左右开始，地闪进入高发时段，14：10-16：40之间达峰值，至18：00以后开始减弱，22：00之后基本趋于平静，00：00-10：50属于相对平静期。
参考文献
[1]陈渭民，雷电学原理[M].北京：气象出版社，2003，137-230.204，338-343，289-318，272.
[2]李照荣，康凤琴，马胜萍.西北地区雷暴气候特征分析[J].灾害学，2005，20（2）：83-88.
[3]曾山泊，肖稳安，李霞.苏州地区雷暴活动规律和雷灾分析[J].气象科学.2006，26（5）：517-524.
[4]张敏锋，刘欣生，张义军，等.广东地区雷电活动的气候分布特征[J].热带气象学报.2000，16（1）：46-53.
[5]张文煜，朱睦正，左迎芝，等.山东地区闪电密度时空分布特征[J].2010，30（1）：132-135.
[6]王学良，刘学春，黄小彦，等.湖北地区云地闪电时空分布特征分析[J].2010，36（10）：91-96.
[7]张义军，马明，吕伟涛，等.闪电活动的气候学特征研究进展[J].气象学报，2008，66（6）：906-915.
[8]徐桂玉，杨修群.我国南方雷暴的气候特征研究[J].气象科学，2001，21（3）：299-307.
[9]杜克磊，周筠珺.河南地闪气候特征分析[J].成都信息工程学院学报，2007，22（S）：12-15.
[10]郄秀书，袁铁，谢毅然，等.青藏高原闪电活动的时空分布特征[J].地球物理学，2004，47（6）：997-1002.
（责任编辑：刘昀）
关键词 气候学；云地闪；时空分布；浙江省
中图分类号：P427.32 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.11.001
雷电是自然界最为壮观和重要的大气现象之一，随着雷电，有声、光和电等多种物理现象发生，是强对流性天气的重要现象。雷电虽然出现时间短，但因其放电电压高、峰值电流变化幅度大、电流变化快等特点，具有巨大的破坏性[1]。因此雷电是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。据统计，全球每年因雷电灾害造成的经济损失超过10亿美元，我国每年雷击导致的伤亡人数在万人以上。近年来，随着经济社会的快速发展，高层建筑、现代化电子设备和人员、财产密集场所的大量增多和集聚，雷电已被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”。雷击事件和雷电灾害损失的严重程度呈上升趋势，并呈多样性方式发展，防雷减灾已成为关系到城市现代化建设、信息化发展和新农村建设防灾减灾的重大课题。
雷电按其放电方式分为云地闪、云际闪和云内闪。云地闪是指云层与大地和地物之间的放电，简称地闪[1]。地闪是造成地面雷击灾害的主要原因。通常所说的雷电灾害就是因地闪引起的。以前由于探测技术和手段的原因，雷电的观测主要是靠气象观测员的人工观测为主，随意性、时间和空间限制都比较大；随着闪电探测技术的不断发展，人们对雷电的认识越来越深入，研究广度和深度都明显提高，20世纪90年代，在欧美国家闪电定位系统逐步取代人工观测，开拓了闪电监测的新纪元，突破人工观测的时间间断和空间局限的壁垒，逐步实现时间、空间的无缝隙监测；新世纪之后，国内在这方面也逐步进入布网和业务应用阶段。2006年，浙江省在11个地市布设了11台闪电定位仪，并初步组成了全省的闪电监测系统，对云地闪开展了全天候的观测。本文利用2007-2014年共8年的雷电监测数据，对浙江省地闪的活动和时空分布等情况进行统计分析，为强对流天气的监测和预警等业务提供基础信息。
1 资料来源、闪电定位仪分布及密度计算方法
本文所使用的云地闪资料来自浙江省闪电定位网系统ADTD（Advanced Direction Time of arrival Detection）。该系统2006年底建成，共建设了11台闪电定位仪，分别位于浙江省11个地市，其空间基线距离约为100km（见图1）。该系统测量对象为云地闪，全天候观测（24h），测量内容为每次回击过程的时间、位置、峰值强度、归一化100公里处波形特征参量（阈值时间、陡点时间、峰点时间、波形半周过零点）、陡点值，其具体参数见表1。该探测系统探测范围为0～600km，平均为300km，云地闪探测效率≥90%，探测定位准确度为均方根误差≤500m；事件时间分辨率对有用的云地闪为3ms，对云间闪探测和剔除小于350ns。为避免闪电探测系统中的低频探头有可能将云闪误判为是正地闪，按照通常的做法，认为只有当地闪的电流强度大于10kA时，才确认为正地闪，低于10kA的正极性放电则确定为云闪。根据闪电数据的时间信息，统计分析地闪频数的年、月、日变化，将整个研究区域分成10 km×10 km的网格，统计落在每个网格内的闪电数目，分析地闪活动的密度、日数等分布情况。
2 浙江省云地闪概况
表2为2007-2014年浙江省地闪频次的统计。分析表明：浙江省逐年云地闪次数在40万～75万次，相当于3.1～7.3次/（km2·a），平均5.8次/（km2·a），年际变化差距可达80%。在所有地闪事件中，负地闪占绝对优势，正地闪只占3.04%～4.34%，占比的年际变化不大。
分析地闪强度，发现除2012年外，最大地闪流强度均出现在负地闪事件中。正地闪最大电流强度在428～990kA，极大值一般<770 kA；负地闪在-700～-1200kA，最强可达-1211kA。平均地闪流强度则是正地闪（51～72kA）强于负地闪（-42～-58kA）。全省年均日地闪次数超万次的天数在10～27，中位数为20 d；日地闪次数超千次的天数在33～80 d，中位数为62 d。
3 地闪空间分布特征
3.1 总地闪空间分布特征
图2为2007-2014年间浙江省平均年地闪密度和日数空间分布。可见在浙江省地闪密度存在2个高值中心，一个位于台州市区西南部[13.6次/（km2·a）]，另一个位于诸暨略偏西处[11.3次/（km2·a）]。并且全省存在两个明显的高密度带：一是东部沿海的宁波-台州-温州一带，其值普遍≥6 次/（km2·a）。二是浙中西部的诸暨-永康-武义-衢州-建德一线。从地形看，东部沿海的高密度带位于四明山脉和雁荡山脉的山脉的东南侧；浙中西部的高密度带则是位于金衢盆地这一狭长区域内。这些高值中心在地形上也有明显类似的特征：相对周边，其地势都处于较低处，平均海拔小于300m，在其临近周边存在地势陡升的山脉，海拔较高处均在600 m以上。此外，还有两个次高中心：浙西南的龙泉[6.8 次/（km2·a）]和浙东沿海的平阳、瑞安[5.8 次/（km2·a）]：龙泉是一西南向开口的喇叭口型的峡谷小盆地；平阳、瑞安位于是一面向东南的喇叭口型小平原。可见浙江地闪密度分布因地形而存在明显的差异。这也符合峡谷地形有利午后强对流形成，进而影响地闪密度分布的基本论断。 地闪日数分布和地闪密度分布有类似的规律，但高值区面积更大些，在浙中南部山区总体要高于浙北平原地区，可见复杂的地形有利午后对流的形成，也导致这些区域成为地闪密度和日数分布的高值区。地闪日数分布的两个高值带状区域仍然存在，但不如地闪密度分布突出，呈阶梯状逐步提升：在浙北平原地区，年均地闪日数在20～28d，浙中南部大部分地区超过30d，地闪密度较高的带状区域内，普遍超过36d，最大地闪日数出现在浙东沿海的宁海附近，达50.1d，其次是台州市区的西部，达43.3d。
4 地闪季、日变化特征
4.1 地闪的季节变化
分析2007-2014年逐年浙江省总地闪的季节分布，发现具有如下规律：一般在冬春之交的3月中旬-4月上中旬，伴随着春季强对流天气的出现，会有几次较为明显的雷电天气过程，在各年中均表现为有阶段性的地闪小高峰出现，如图3。4月下旬-6月上旬常处于低谷期，但也时有地闪发生；6月中下旬起，随着江南地区进入梅雨季，地闪频次骤增；7-9月中旬是浙江省的盛夏季节，多午后强对流天气，是一年中地闪频次最高的季节；9月之后，有的年份会明显减少，但也有些年份呈缓慢下降；10月之后雷电基本趋于平静，仅个别年份出现小的闪电峰值。
4.2 地闪的日变化
统计浙江省2007-2014年逐日的分钟累计闪电频次分布，可见一致的规律。从图4可见：地闪的日变化呈单峰型：从午后12：00左右开始，地闪进入高发时段，14：10-16：40达峰值，至18：00以后开始减弱，22：00之后基本趋于平静，00：00-10：50属于相对平静期。总地闪峰值出现在15：10-16：05，约850～1750 次/（min·a），中位数为1428；谷值出现在01：50-10：13，22～92 次/（min·a），中位数44。其中正地闪频次也呈单峰型，但峰值出现时间与总地闪数同步或略为滞后，出现在15：06-18：06，32～88 次/（min·a），中位数44，谷值在0～3。正负地闪频率增长开始时间节点接近，但其比率并不同步增长，正地闪占比较稳定，在峰值时段甚至略有下降。
5 结语
（1）在浙江省及其周边地区，2007-2014年地闪事件数波动较大，并有逐年下降的趋势；因雷击造成的灾害事件也呈现逐年下降的趋势。
（2）在浙江有两个高值中心，分别是台州市区西南部[13.6次/（km2·a）]和诸暨略偏西处[11.3次/（km2·a）]；有两个高密度带，一是东部沿海的宁波-台州-温州一带[≥6 次/（km2·a）]；二是浙中西部的诸暨-永康-武义-衢州-建德一线[11次/（km2·a）]。正地闪在总地闪中占比逐年在3%～4.2%，春季正地闪占比偏高，接近10%或更高；盛夏占比明显降低，在2.5%～3%。
（3）在浙江，地闪高发时期有两个：3月中旬～4月上旬冬春交替之时和6月中下旬-8月下旬的盛夏季节。其日变化呈单峰型：从午后12：00左右开始，地闪进入高发时段，14：10-16：40之间达峰值，至18：00以后开始减弱，22：00之后基本趋于平静，00：00-10：50属于相对平静期。
参考文献
[1]陈渭民，雷电学原理[M].北京：气象出版社，2003，137-230.204，338-343，289-318，272.
[2]李照荣，康凤琴，马胜萍.西北地区雷暴气候特征分析[J].灾害学，2005，20（2）：83-88.
[3]曾山泊，肖稳安，李霞.苏州地区雷暴活动规律和雷灾分析[J].气象科学.2006，26（5）：517-524.
[4]张敏锋，刘欣生，张义军，等.广东地区雷电活动的气候分布特征[J].热带气象学报.2000，16（1）：46-53.
[5]张文煜，朱睦正，左迎芝，等.山东地区闪电密度时空分布特征[J].2010，30（1）：132-135.
[6]王学良，刘学春，黄小彦，等.湖北地区云地闪电时空分布特征分析[J].2010，36（10）：91-96.
[7]张义军，马明，吕伟涛，等.闪电活动的气候学特征研究进展[J].气象学报，2008，66（6）：906-915.
[8]徐桂玉，杨修群.我国南方雷暴的气候特征研究[J].气象科学，2001，21（3）：299-307.
[9]杜克磊，周筠珺.河南地闪气候特征分析[J].成都信息工程学院学报，2007，22（S）：12-15.
[10]郄秀书，袁铁，谢毅然，等.青藏高原闪电活动的时空分布特征[J].地球物理学，2004，47（6）：997-1002.
（责任编辑：刘昀）