广东省地闪密度空间分布的特征分析.docx

第 36 卷第 4 期2014 年 8 月广东气象Guangdong MeteorologyVol． 36No． 4August2014庄燕洵，刘三梅，黄惺惺，等． 广东省地闪密度空间分布的特征分析［J］． 广东气象，2014，36( 4) : 57 － 60．广东省地闪密度空间分布的特征分析庄燕洵，刘三梅，黄惺惺，殷启元( 广东省防雷中心，广东广州 510080)摘 要: 基于广东省 1999—2012 年的闪电定位系统数据，利用 ArcGIS 地统计分析模块，采用克里 金插值法和分级统计方法研究广东省地闪密度空间分布规律并进行风险区域划分。结果表明: 广东 省平均地闪密度为 14. 12 次 / ( km2 ·年) ; 东莞、广州、佛山、中山、深圳为极高地闪密度区，年平均地闪 密度达 17. 33 ～ 26. 35 次 / ( km2 ·年) ; 惠州、茂名、湛江、阳江、江门为高地闪密度区，年平均地闪密度 为达 13. 01 ～ 16. 53 次 / ( km2 ·年) ; 珠海、肇庆、清远、云浮、汕尾为中地闪密度区，年平均地闪密度为 10. 01 ～ 12. 72 次 / ( km2 ·年) ; 河源、揭阳、潮州、梅州、韶关、汕头为低地闪密度区，年平均地闪密度为8. 29 ～ 9. 81 次 / ( km2 ·年) 。地闪密度风险的区域分布与雷暴日、地形和社会经济有关。关键词: 雷电防御; 地闪密度; 空间分布; 克里金插值法; 广东省中图分类号: P49文献标识码: Adoi: 10． 3969 / j． issn． 1007 － 6190． 2014． 04． 013目前探测雷电的主要手段有全雷电探测系 统、闪电定位系统和大气电场 仪 等［1］。研 究表 明，闪电定位系统资料可靠准确，在雷电风险评 价、雷电预警和雷灾鉴定调查中具有广泛的应用 前景［2］。早在 1988—1990 年，美国国家强风暴 预报中心( NSSFC) 就对“闪电资料应用于强对流 天气预报业务”进行评估，肯定了闪电资料在改 进强对流天气诊断和预报中的作用［3］。Christian 等［4］、Steiger 等［5］利用闪电定位仪和光学仪器观 测到的资料，对闪电空间分布情况进行了研究。 我国闪电高发区域主要集中在东南部湿润地区，广东和海南 2 省最为明显。近年来，北京、 杭州等许多地区纷纷开展了雷电灾害风险区划 工作，其中，研究闪电活动状况对于评估雷电灾 害致灾因子危险性非常有用［6 － 7］。这些雷电风 险区划的研究多是以雷暴日数据为依据，随着闪 电定位系统的建立与完善，其应用也越来越广， 各地学者对雷灾事故进行调查研究，发现闪电定 位系统数据计算得到的地闪密度比雷暴日计算 得到的地闪密度更合理科学［8 － 9］，并且落雷的分 布与地形、自然地理背景、经济社会背景等有密 切关系［10 － 11］。广东省是雷电灾害大省，雷电活 动具有明显的月变化和日变化特征［12 － 13］，研究 地闪密度空间分布与雷暴日、地形和社会经济要 素之间的关系可为防灾减灾提供重要的参考。1数据与研究方法1) 数据。本研究所采用的闪电定位系统数据来源于 南方电网广东省闪电定位系统，数据详实可靠， 选取 1999—2012 年共 13 年数据进行研究( 2004 年由于系统升级，闪电定位系统数据异常偏大， 故不采用 2004 年数据) 。2) 克里金插值法。克里金插值法又称空间自协方差最佳插值 法，其实质是利用协方差函数和变异函数确定某 个变量随空间距离的变化规律，在有限区域内对 区域化变量进行无偏最优估计，是常用的一种最 优内插法，目前已广泛应用于降雨研究、古气候 分析、农业生产低温冷害风险区划等领域［14－ 16］。3) 分级统计方法。采用气象学分析中经常用的分级统计方法 对地闪密度风险等级进行划分［17］。依据各个省 辖市的地闪密度值，划分出 4 个等级，核心思想 是: 将 21 个省辖市的地闪密度值由小到大排序， 然后按照第 1 组 6 个记录，第 2、3、4 组分别 5 个 记录的方法划分为 4 组数据。将第 1 组数据中 的最大值和第 2 组数据中的最小值的平均值作 为第 1 个等级的最大值和第 2 个等级的最小值， 将第 2 组数据中的最大值和第 3 组数据中的最收稿日期: 2013 － 11 － 20作者简介: 庄燕洵( 1989 年生) ，女，助理工程师，本科，从事气象防雷工作研究。58广东气象第 36 卷小值的平均值作为第 2 个等级的最大值和第 3个等级的最小值，……以此类推，划分等级。2结果与分析2． 1广东省地闪密度空间分布地闪密度的定义为: 每年每 km2 遭受雷击的 次数( 次 / ( km2 ·年) ) 。运用空间