对比分析西藏和新疆的闪电活动差异外文翻译资料

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大气研究129-130（2013）49-57

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大气研究

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为期五年的云南省云对地闪电活动研究

谢毅然^a,，许凯^b，张腾飞^a，刘雪涛^a

a云南省气象台，云南昆明650034

b云南省气象科学研究所，昆明650034

文章 信息 摘 要

文章历史：

2012年2月29日收到

以修改后的形式收到2012年11月27日接受2012年12月20日

关键词：

闪电

云南省云对地闪电密度

根据云南省雷电检测网（YNLDN）记录的数据，介绍了云南省云对地（CG）闪电的特点。 这些数据包括云南省的全部数据，超过209万次，记录了2006年至2010年的数据。空间分析（总闪光密度，正闪光密度，正闪光百分比，负峰值电流和正峰值电流）用分辨率为20公里。 平均空间分布在中心显示最大值（3.8公里^minus;2年^minus;1）云南省和金沙江流域地形和冷空气通过。 该平均每月变化显示5月至10月间的最大CG闪电（94％）以及12月和1月的最小值。 在红河流域观测到高值（0.15公里^minus;2年^minus;1）的正值CG闪电密度。 每月分布的正向闪现显示4月份最高（19％），7月和8月次要最高（17％），表明在一年中较早发生的积极闪光比总闪光多。 在中部地区，积极闪光的年均百分比较低，为3％。 阳性CG闪烁比例从8月份的2％变为1月份的49％。 每个月负一次卒中的中值峰值电流的月变化仅略微偏离27 kA。 然而，正向一次卒中的中位峰值电流的月变化在冬季最大，最小值在五月发生。 负CG闪电的平均昼夜周期在1600和1700 LT（11.37％）之间出现峰值，最低值在0900和1000 LT（0.23％）之间。 正闪的昼夜变化反过来在0100-0200 LT附近显示最大值，在1800 LT显示第二个峰值。 这种变化与局地中尺度环流有关，具有明显的夜间特征。

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1. 介绍

闪电是世界上人们和基础设施的严重危害之一。 每年都有数百人伤亡，数百万美元的建筑物损坏，电力线路，电力系统都是雷电造成的。 据估计，全世界每年有24,000人死亡和240,000人因闪电受伤（Holle and Lopez，2003）。 据报道，位于中国西南部的云南省，每年有42人被雷击死亡，受伤人数可能接近50人（Zhang et al。，2010）。

• 通讯作者。 电话： 86 15887813175。

电子邮件地址： dlxieyr@gmail.com （Y.谢）。

云对地（CG）闪电参数和闪电的空间分布对雷电保护系统的设计非常重要，并且对于天气预报和气候学的重要性日益增加。 自从20世纪80年代后期以来，基于雷电定位系统数据在许多地区已经研究了时间和空间闪电分布和CG闪电参数。 一些具体的例子是巴西（Pinto等，1999a，b），日本（Shindo和Yokoyama，1998），中国（Chen等，2002,2004），加拿大（Burrows等，2002），德国南部Finke和Hauf，1996年），奥地利（Schulz等人，2005年）和芬兰（Tuomi和Mauml;kelauml;，2008年）。 最详细的报告可用于美国国家闪电探测网络（NLDN）（Huffines和Orville，1999; Orville和Huffines，2001; Zajac和Rutledge，2001）。

0169-8095 / $ - 查看前端事宜copy;2013 Elsevier BV保留所有权利。 dx.doi.org http：/ / / / j.atmosres.2012.12.012容易

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最大的分析区域是美国和加拿大联合网络，北美闪电探测网络（NALDN）（Orville等，2011）。

云南省位于中国西南部。 这是一个典型的季风气候区，有着明显的干季和湿季。 五月至十月的雨季降雨量占年降水量的83％。 本文介绍了2006年至2010年中国西南地区雷电探测网记录的约209万个CG闪电闪电的分析结果。 分析是根据闪电的数量和峰值电流的年度，月度，多重性和当地时间分布进行的。

1. 数据和方法

本文所用的CG闪电资料由云南省雷电探测网（YNLDN）获得，该网由23个传感器和由云南省气象局管理的中央数据处理器组成。 YNLDN台站的分布如图1所示.YNLDN采用改进的组合技术（IMPACT）方法，结合了测向和到达时间技术来确定闪电位置（Cummins等，1998）。 每个CG行程记录包括发生时间，位置，峰值电流和极性等信息。 峰值电流小于10 kA的所有正极CG雷击被认为是IC闪电（Cummins等，1998; Wacker和Orville，1999a，b），并已被淘汰。

为了获得闪光次数，我们假设同一闪光灯中的笔画在距离第一笔画10公里内有位置，并且连续笔画之间的时间间隔小于500毫秒。 我们还假设不同极性的笔画属于不同的闪光，即使这个假设对本文的结果没有显着影响（Pinto et al。，2003）。

云南大部分地区的网络定位精度约400 m，这已被高压输电线路故障所证实（Feng et al。，2007）。

网络的闪光检测效率，即网络检测和报告的实际闪光的部分，在网络中心被认为约为90％，在网络边缘减少到约60％学习区域。 这些值是根据有关LLN在一定时间内记录的大量历史闪电资料的统计分析计算出来的（Chen et al。，2011）。 在研究期间，没有可用信息来验证这些值。 然而，使用这种简单的计算来估计闪光探测效率，对本文提出的大部分结果没有显着影响，因为它们基于闪光特性的相对时间变化。

密度图基于将研究区域划分成20公里的网格。 先前研究中使用的网格（Zajac和Rutledge，2001; Orville和Huffines，2001，美国; Rivas Soriano等，2005，伊比利亚半岛）被分为0.2°times;0.2°的细胞。 0.2°（约20公里）的网格被选定为与雷声的可听范围相对应（Reap and Orville，1990）。 通过计算每个块的ArcGIS软件来计算密度值

图1云南省传感器的位置

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图2. 2006年至2010年的年度CG闪电数量。

块内的闪电闪电次数除以块区域。 密度值（闪烁km^minus;2）被分配给每个块。

1. 结果
   1. 云对地闪电总密度

图2显示了全年，负面和正面闪电的年度云对地闪光计数。 闪电的数量每年都会出现显着的变化

天气条件的变化有利于对流的形成。 闪电的数量在2008年为464,667次，2009年为354,295次。 正值闪变的年度变化显示出2009年最高（6.8％），2006年最低（4.2％）。该值与Finke和Hauf（1996）在德国报道的报道（5.1％）相似，而Orville和Silver（1997）在美国（5.8％）。

图3显示了分析的总周期的平均闪电密度的轮廓。 在这段时间内，云南省东部地区发现的闪电活动最高的地区是云南省。 数值从小于0.5变化

在东部和中部，滇西地区的公里^minus;2年^minus;1闪电量大于2公里^minus;2年^minus;1

位于横断山脉和云贵高原过渡带的云南省（平均海拔2000m以上），其最高海拔高度从西北约6000m降至南部约1500m 。 地形坡度有利于雷暴发展（Bourscheidt等，2009）。 CG闪电密度的最大值超过

在金沙江干热河谷录得3.88公里^minus;2年^minus;1。 由于海拔较低，金沙江流域为

冷空气影响云南省的通过。 昆明大都会区云南省中部出现3.84公里^minus;2年^minus;1闪电活动的另一最大值。

图3.云南省年平均CG闪电密度。

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在云南省西北部和东北部，这些地区缺乏湿度可能解释最小值。 另一方面，这两个地区没有检测效率或检测效率较低（Chen et al。，2011）。 对于云南南部，CG闪电密度值小于1闪（km）^minus;2年^minus;1。 原因是检测效率随着边缘区域的距离显着减小。

• 1. 正面的云对地闪电密度

图4显示峰值电流超过10 kA的闪电的年平均正向CG闪电密度。 在分析的这段时间内，阳性CG闪烁占总CG的5.6％

闪电录制。 在云南省南部和中部地区观测到最高值（0.15公里^minus;2/年^minus;1），但是

模式不同于总的闪电密度模式（图3）。 在红河流域也观测到高值（0.93公里^minus;2年^minus;1）。 对于美国，Orville和Huffines（2001）表明，佛罗里达州的平均年正闪密度具有最大值（0.4公里^minus;2年^minus;1）的最大值

德克萨斯州休斯敦附近以及德克萨斯州 - 路易斯安那州边界。

• 1. 正面的云对地闪电的百分比

在研究期间，YNLDN记录的阳性CG闪光的年平均百分比如图5所示。在附近观察到高值（gt; 20％）

云南边界。 这一发现的原因可归因于这样一个事实，即正极闪光灯的峰值电流比负极闪光灯的峰值电流更大，这导致检测到更大比例的正极性闪光（Orville和Silver，1997），因为距离距离雷电检测网络。 最低值（3％）发生在云南中部，这是总闪密度值最高的地区。 对于伊比利亚半岛Rivas Soriano等人。 （2005年），大面积显示值在5％和10％之间。 美国整个中西部地区和西海岸的高百分比（20％）发生，最低值出现在佛罗里达和墨西哥湾流。

图6显示了2006 - 2010年期间的月度正值百分比。 在干季期间发现正极CG闪电的最大百分比，正面百分比为49％。 在雨季，积极的比例只有2％。 其他作者报道了冬季阳性闪光百分比的增加（例如Brook等，1982年在日本; Finke和Hauf，1996年在德国; Orville和Huffines，2001年在美国）。 一个可能的解释是，在寒冷季节发生的雷暴发生在剪切环境中，上下电荷中心更容易水平位移。 此外，反向偶极子风暴的存在或平均云顶的差异可能导致积极闪电。

图4.云南省年平均正向CG闪电密度。

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图5.云南省阳闪的地理分布占闪电总数的百分比。

• 1. CG闪电的月度分布

CG闪电的每月百分比如图7所示。年周期显示出一个单峰，在5月至9月检测到的所有CG闪电闪电中约有92％。 夏季（6月至8月）代表了YNLDN在2006-2010年期间检测到的CG闪电总数的约70％。 闪光计数的最小值在12月份记录（0.02％）。 许多研究表明，CG闪电主要发生在温暖的季节（5月 - 9月）。 里瓦斯索里亚诺等人。 （2005年）发现，所有CG闪烁中有84％是在5月之间计算的

图6. 2006年至2010年正极闪电的百分比和平均值的月变化。

和9月份，最大值出

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