黑龍江省閃電活動(dòng)特征及其與地面相對(duì)濕度的響應(yīng)關(guān)系
發(fā)布時(shí)間:2021-11-25 22:05
利用2006—2017年黑龍江省閃電定位資料和日平均地面相對(duì)濕度資料,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、Pearson相關(guān)分析、GIS空間分析技術(shù),研究了閃電密度和強(qiáng)度對(duì)地面相對(duì)濕度(RH)的響應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明:地面RH過小或過大都不利于閃電活動(dòng)產(chǎn)生;當(dāng)RH<25%時(shí),幾乎無閃電發(fā)生,當(dāng)RH<77%時(shí),RH增加有利于閃電活動(dòng)發(fā)生,當(dāng)RH> 79%時(shí),隨著RH增加,閃電活動(dòng)減少;當(dāng)RH<77%時(shí),閃電密度與之呈正相關(guān),閃電強(qiáng)度與之呈負(fù)相關(guān);當(dāng)RH> 79%時(shí),閃電密度與之呈負(fù)相關(guān),閃電強(qiáng)度與之呈正相關(guān);地面RH的臨界值域約為77%—79%; 70%≤RH≤90%區(qū)間為閃電易發(fā)濕度區(qū)間,在閃電密度與濕度相關(guān)度高的區(qū)域,閃電更趨于集中發(fā)生在閃電易發(fā)濕度區(qū)間。
【文章來源】:氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2020,36(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
黑龍江省閃電密度分布Fig.1Spatialdistributionoflightningdensityin
0.04—1.07次·km-2·a-1之間。高值區(qū)分布在北部大興安嶺山區(qū)和中部包括伊春南部、綏化東南部以及哈爾濱東北部區(qū)域,閃電密度大于0.60次·km-2·a-1;低值區(qū)位于東北部三江平原區(qū)域,閃電密度小于0.30次·km-2·a-1;其他區(qū)域閃電密度介于0.30—0.60次·km-2·a-1之間。2.2閃電強(qiáng)度的空間分布特征根據(jù)2006—2017年黑龍江省76站閃電的回?fù)魪?qiáng)度,統(tǒng)計(jì)得出各站12a平均回?fù)魪?qiáng)度,采用克里金插值法得出閃電強(qiáng)度的空間分布特征。從圖2可以看出,全省平均閃電強(qiáng)度分布在25.1—73.0kA之間。高值區(qū)位于東北部三江平原區(qū)域(這部分區(qū)域同時(shí)也是閃電密度的低值區(qū)),以及黑河南部和伊春北部邊緣區(qū)域,平均閃電強(qiáng)度大于45kA;低值區(qū)主要位于北部大興安嶺地區(qū)(這部分區(qū)域也是閃電密度的高值區(qū)),平均閃電強(qiáng)度小于30kA;其他區(qū)域平均閃電強(qiáng)度介于30—45kA之間。對(duì)比圖1和圖2可以看出,閃電密度與閃電強(qiáng)度的空間特征大體呈現(xiàn)反相分布。閃電密度高值區(qū),發(fā)生閃電的電荷量臨界閾值較低,發(fā)生閃電需要積累的電荷量相對(duì)較少,故閃電強(qiáng)度較小,相對(duì)較易發(fā)生閃電;閃電密度低值區(qū),發(fā)生閃電的電荷量臨界閾值較高,發(fā)生閃電需要積累相對(duì)較多的電荷量,故閃電強(qiáng)度較大,相對(duì)不易發(fā)生閃電。圖1黑龍江省閃電密度分布Fig.1SpatialdistributionoflightningdensityinHeilongjiangprovince圖2黑龍江省閃電強(qiáng)度分布Fig.2SpatialdistributionoflightningintensityinHeilongjiangprovince2.3閃電次數(shù)與相對(duì)濕度的關(guān)系根據(jù)2006—2017年黑龍江省76個(gè)臺(tái)站的回?fù)舸螖?shù)及發(fā)生閃電時(shí)對(duì)應(yīng)的日平均相對(duì)濕度(RH
第5期袁湘玲等:黑龍江省閃電活動(dòng)特征及其與地面相對(duì)濕度的響應(yīng)關(guān)系93時(shí)地面RH進(jìn)行相關(guān)性分析,將結(jié)果繪制于圖3中。圖32006—2017年黑龍江省閃電次數(shù)與相對(duì)濕度散點(diǎn)圖Fig.3ThescatterplotofthenumberoflightningandrelativehumidityinHeilongjiangprovince從圖3可見,當(dāng)?shù)孛妫襀<25%時(shí),幾乎無閃電發(fā)生;地面RH<45%時(shí),閃電很少發(fā)生;RH在70%—90%之間時(shí),發(fā)生閃電次數(shù)最多,下文將此區(qū)間稱為“閃電易發(fā)濕度區(qū)間”。當(dāng)RH<77%時(shí),閃電次數(shù)與RH呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)大于0.8,且通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。當(dāng)RH>79%時(shí),閃電次數(shù)與RH呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)在-0.8以上,也通過了0.01顯著性水平檢驗(yàn),當(dāng)77%<RH<79%時(shí),閃電次數(shù)與RH正負(fù)相關(guān)性不確定。地面RH>79%時(shí),其增加不利于閃電活動(dòng)發(fā)生,RH<77%時(shí),其增加則有利于閃電活動(dòng)發(fā)生,可見有利閃電活動(dòng)發(fā)生的地面RH臨界值域?yàn)?7%—79%。這與熊亞軍等[2]的相關(guān)研究結(jié)論“當(dāng)?shù)孛嫦鄬?duì)濕度過大時(shí),相對(duì)濕度增加不利于閃電活動(dòng)發(fā)生;當(dāng)相對(duì)濕度較小時(shí),相對(duì)濕度增加有利于閃電活動(dòng)發(fā)生。地面相對(duì)濕度的臨界值域約為72%—74%!毕嘟杂衅。Betts[6]認(rèn)為,過大的地面相對(duì)濕度,會(huì)因蒸發(fā)而抑制上升速度,不利于對(duì)流發(fā)展;而濕度太小,難以產(chǎn)生對(duì)流云,不易產(chǎn)生閃電活動(dòng)。可見,地面相對(duì)濕度過大或過小,都不利于對(duì)流發(fā)展,因而不利于產(chǎn)生閃電活動(dòng);一定的水汽是產(chǎn)生閃電活動(dòng)必不可少的條件。2.4閃電強(qiáng)度與相對(duì)濕度的關(guān)系根據(jù)2006—2017年黑龍江省76站日平均閃電強(qiáng)度及發(fā)生閃?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北京一次大雹天氣過程的閃電活動(dòng)特征分析[J]. 郭潤(rùn)霞,張文龍. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(03)
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[5]雷電流幅值概率分布特征及累積概率分段修訂[J]. 王學(xué)良,張科杰,余田野,汪姿荷. 氣象科技. 2016(06)
[6]張家口市閃電活動(dòng)與大氣濕度響應(yīng)關(guān)系[J]. 趙海江,周彥麗,張楠,姜海靈. 氣象科技. 2015(04)
[7]利用SAFIR資料對(duì)北京及其周邊地區(qū)地閃參數(shù)的特征分析[J]. 李京校,郭鳳霞,沈永海,李家啟,宋海巖,肖穩(wěn)安. 高原氣象. 2013(05)
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[9]ArcGIS中的地統(tǒng)計(jì)克里格插值法及其應(yīng)用[J]. 王艷妮,謝金梅,郭祥. 軟件導(dǎo)刊. 2008(12)
[10]雷電定位系統(tǒng)測(cè)量的雷電流幅值分布特征[J]. 陳家宏,童雪芳,谷山強(qiáng),李曉嵐. 高電壓技術(shù). 2008(09)
本文編號(hào):3518878
【文章來源】:氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2020,36(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
黑龍江省閃電密度分布Fig.1Spatialdistributionoflightningdensityin
0.04—1.07次·km-2·a-1之間。高值區(qū)分布在北部大興安嶺山區(qū)和中部包括伊春南部、綏化東南部以及哈爾濱東北部區(qū)域,閃電密度大于0.60次·km-2·a-1;低值區(qū)位于東北部三江平原區(qū)域,閃電密度小于0.30次·km-2·a-1;其他區(qū)域閃電密度介于0.30—0.60次·km-2·a-1之間。2.2閃電強(qiáng)度的空間分布特征根據(jù)2006—2017年黑龍江省76站閃電的回?fù)魪?qiáng)度,統(tǒng)計(jì)得出各站12a平均回?fù)魪?qiáng)度,采用克里金插值法得出閃電強(qiáng)度的空間分布特征。從圖2可以看出,全省平均閃電強(qiáng)度分布在25.1—73.0kA之間。高值區(qū)位于東北部三江平原區(qū)域(這部分區(qū)域同時(shí)也是閃電密度的低值區(qū)),以及黑河南部和伊春北部邊緣區(qū)域,平均閃電強(qiáng)度大于45kA;低值區(qū)主要位于北部大興安嶺地區(qū)(這部分區(qū)域也是閃電密度的高值區(qū)),平均閃電強(qiáng)度小于30kA;其他區(qū)域平均閃電強(qiáng)度介于30—45kA之間。對(duì)比圖1和圖2可以看出,閃電密度與閃電強(qiáng)度的空間特征大體呈現(xiàn)反相分布。閃電密度高值區(qū),發(fā)生閃電的電荷量臨界閾值較低,發(fā)生閃電需要積累的電荷量相對(duì)較少,故閃電強(qiáng)度較小,相對(duì)較易發(fā)生閃電;閃電密度低值區(qū),發(fā)生閃電的電荷量臨界閾值較高,發(fā)生閃電需要積累相對(duì)較多的電荷量,故閃電強(qiáng)度較大,相對(duì)不易發(fā)生閃電。圖1黑龍江省閃電密度分布Fig.1SpatialdistributionoflightningdensityinHeilongjiangprovince圖2黑龍江省閃電強(qiáng)度分布Fig.2SpatialdistributionoflightningintensityinHeilongjiangprovince2.3閃電次數(shù)與相對(duì)濕度的關(guān)系根據(jù)2006—2017年黑龍江省76個(gè)臺(tái)站的回?fù)舸螖?shù)及發(fā)生閃電時(shí)對(duì)應(yīng)的日平均相對(duì)濕度(RH
第5期袁湘玲等:黑龍江省閃電活動(dòng)特征及其與地面相對(duì)濕度的響應(yīng)關(guān)系93時(shí)地面RH進(jìn)行相關(guān)性分析,將結(jié)果繪制于圖3中。圖32006—2017年黑龍江省閃電次數(shù)與相對(duì)濕度散點(diǎn)圖Fig.3ThescatterplotofthenumberoflightningandrelativehumidityinHeilongjiangprovince從圖3可見,當(dāng)?shù)孛妫襀<25%時(shí),幾乎無閃電發(fā)生;地面RH<45%時(shí),閃電很少發(fā)生;RH在70%—90%之間時(shí),發(fā)生閃電次數(shù)最多,下文將此區(qū)間稱為“閃電易發(fā)濕度區(qū)間”。當(dāng)RH<77%時(shí),閃電次數(shù)與RH呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)大于0.8,且通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。當(dāng)RH>79%時(shí),閃電次數(shù)與RH呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)在-0.8以上,也通過了0.01顯著性水平檢驗(yàn),當(dāng)77%<RH<79%時(shí),閃電次數(shù)與RH正負(fù)相關(guān)性不確定。地面RH>79%時(shí),其增加不利于閃電活動(dòng)發(fā)生,RH<77%時(shí),其增加則有利于閃電活動(dòng)發(fā)生,可見有利閃電活動(dòng)發(fā)生的地面RH臨界值域?yàn)?7%—79%。這與熊亞軍等[2]的相關(guān)研究結(jié)論“當(dāng)?shù)孛嫦鄬?duì)濕度過大時(shí),相對(duì)濕度增加不利于閃電活動(dòng)發(fā)生;當(dāng)相對(duì)濕度較小時(shí),相對(duì)濕度增加有利于閃電活動(dòng)發(fā)生。地面相對(duì)濕度的臨界值域約為72%—74%!毕嘟杂衅。Betts[6]認(rèn)為,過大的地面相對(duì)濕度,會(huì)因蒸發(fā)而抑制上升速度,不利于對(duì)流發(fā)展;而濕度太小,難以產(chǎn)生對(duì)流云,不易產(chǎn)生閃電活動(dòng)。可見,地面相對(duì)濕度過大或過小,都不利于對(duì)流發(fā)展,因而不利于產(chǎn)生閃電活動(dòng);一定的水汽是產(chǎn)生閃電活動(dòng)必不可少的條件。2.4閃電強(qiáng)度與相對(duì)濕度的關(guān)系根據(jù)2006—2017年黑龍江省76站日平均閃電強(qiáng)度及發(fā)生閃?
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[5]雷電流幅值概率分布特征及累積概率分段修訂[J]. 王學(xué)良,張科杰,余田野,汪姿荷. 氣象科技. 2016(06)
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[7]利用SAFIR資料對(duì)北京及其周邊地區(qū)地閃參數(shù)的特征分析[J]. 李京校,郭鳳霞,沈永海,李家啟,宋海巖,肖穩(wěn)安. 高原氣象. 2013(05)
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[10]雷電定位系統(tǒng)測(cè)量的雷電流幅值分布特征[J]. 陳家宏,童雪芳,谷山強(qiáng),李曉嵐. 高電壓技術(shù). 2008(09)
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