闪电定位数据替代雷暴日人工观测初探
铜陵市雷暴日探测方法分析
安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2016，22（13）铜陵市雷暴日探测方法分析马林张兵胡方慧（铜陵市气象局，安徽铜陵244000）摘要：该文通过对铜陵市2002—2012年人工雷暴观测数据和LD-LL型闪电定位仪监测的地闪数据进行数理统计，探讨了利用人工观测资料和闪电定位仪监测的地闪数据共同确定雷暴日及雷击大地年平均密度的方法，为铜陵市雷电防御和雷电研究提供参考。
关键词：雷暴日；闪电定位仪；雷击大地年平均密度中图分类号P446文献标识码A文章编号1007-7731（2016）13-0150-02雷暴日是反映当地雷电活动规律的重要参数，是雷电科学和雷电防御的主要参数指标之一［1］。
而对雷暴的气象观测一直是以人工观测为主，很大程度上受到了观测站点的位置、观测员的个人水平等因素的制约。
2002年以来，安徽省气象局在铜陵布设了LD-LL型闪电定位仪，用以监测本地的云、地闪电相关数据，这在一定程度上解决了人工雷暴观测的覆盖范围小、时间不连续、数据参数单一等缺陷。
为了更清楚地了解两种观测数据的差异，更准确地分析铜陵本地雷电活动规律，本文利用铜陵2002—2012年人工雷暴观测数据和闪电定位仪监测的地闪数据进行对比分析，并在确定雷暴日和雷击大地年平均密度方面进行了探讨。
1资料来源及处理方法1.1人工观测资料雷暴的人工观测［2］，是以测站为中心，第一次闻雷为开始，最后一次闻雷为终止，每日只要听到一次（或一次以上）的雷声就记录为一个雷暴日，它不分云闪还是地闪，数据参数单一。
铜陵市国家基本气象站成立于1960年，起初为国家一般气象站，观测时段为每日08：00—20：00，从2007年1月开始升级为国家基本气象站，观测时段为每日20：00至次日20：00，拥有50多年气象历年资料。
本文取自铜陵市国家基本气象站2002—2012年经质量控制的人工观测资料，按统计学方法进行整理分析。
1.2闪电定位仪监测的地闪数据闪电定位仪可以对云、地闪电全天候进行监测，覆盖范围广，数据参数多样化，包括闪电发生的时间、落雷地点、电流强度、雷电流上升陡度、极性等，但它投入运行的时间短，资料积累少。
余姚市闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析
余姚市闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析苏梦杰，沈红军，陈美春（浙江余姚市气象局，浙江，余姚 315400）e-mail：mysu1986@摘要：根据余姚市2010-2013年人工观测雷暴日数与闪电定位仪雷电日数资料，分析了雷暴日数与雷电日数的关系、两者对计算地闪密度相关性的分析，得出余姚市闪电活动的规律，找出适合余姚市的地闪密度计算公式。
关键词：闪电定位仪；雷暴日；雷电日；经验公式引言宁波地区在2009年开始使用闪电定位仪观测记录闪电数据。
闪电定位仪作为对人工观测的补充，对雷击大地的年平均密度分析具有重要的意义。
本文通过余姚市闪电定位仪数据及人工观测雷暴日资料进行分析，得出余姚市雷暴活动的一些规律。
1 资料来源及方法使用宁波市2010-2013年4a的闪电定位仪数据及余姚市人工观测雷暴日资料进行分析。
通过比较余姚市国家一般观测站周围各公里数范围内，以及余姚市全市范围内雷电日数与人工观测雷暴日数进行对比，分析闪电定位仪与人工观测特点，及比较，通过闪电定位仪或人工观测得出余姚市地闪密度。
2 分析2.1人工观测雷暴日与闪电定位仪雷电日数辨识雷声是人工观测雷暴日的主要手段，但雷声的传播在环境条件较好的情况下最多也只有20km。
另外，由于地形因素、环境噪音影响，观测员听力因素、观测时间等均影响观测员对雷暴日的记录。
而闪电定位仪利用闪电辐射的声、光、电磁场特性来遥感闪电放电参数的一种自动化探测设备，其处理的数据相对比较客观。
余姚市国家一般观测站位于北纬30.0541°，东经121.1851°，根据此经纬度算得5km范围、10km范围、20km范围四周的经纬度值。
筛选各经纬度范围内的地闪，只要有地闪记录，则该日被统计为雷电日。
表1 2010-2013年余姚市人工观测雷暴日与闪电定位仪雷电日对比表（单位：d）从表1可以看出，从全市范围来讲，2010-2013年闪电定位仪雷电日年平均为95d,最多的是2010年达到111d，几乎是全年的1/3，最少的是2013年85d，且全市雷电日数，呈逐年下降的趋势。
ADTD数据计算雷暴日与目测雷暴日的均一性分析
第３８卷 第６期２０２０年１２月干 旱 气 象ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙＶｏｌ．３８ Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０２０朱华亮，华连生，温华洋，等．ＡＤＴＤ数据计算雷暴日与目测雷暴日的均一性分析［Ｊ］．干旱气象，２０２０，３８（６）：１０１６－１０２２，［ＺＨＵＨｕａｌｉａｎｇ，ＨＵＡＬｉａｎｓｈｅｎｇ，ＷＥＮＨｕａｙａｎｇ，ｅｔａｌ．ＨｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＴｈｕｎｄｅｒｓｔｏｒｍＤａｙｓａｎｄＴｈｕｎｄｅｒｓｔｏｒｍＤａｙｓＣａｌｃｕｌａｔｅｄＵｓｉｎｇｔｈｅＤａｔａｏｆＡＤＴＤＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０２０，３８（６）：１０１６－１０２２］，ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０２０）－０６－１０１６ＡＤＴＤ数据计算雷暴日与目测雷暴日的均一性分析朱华亮１，华连生１，温华洋１，庞文静２，梁 丽２，孔芹芹１（１．安徽省气象信息中心，安徽 合肥 ２３００３１；２．中国气象局气象探测中心，北京 １０００８１）摘 要：基于１９６１—２０１３年８４３个气象站的人工观测雷暴日资料和２０１０—２０１８年的ＡＤＴＤ系统监测资料，采用数理统计方法，分析全国２８个区域的ＡＤＴＤ监测雷电日与人工观测雷暴日之间的关系，建立年雷暴日数拟合公式，并利用ＰＭＦＴ方法探讨年雷暴日数计算值与人工观测值的均一性。
结果表明：（１）各地区ＡＤＴＤ监测雷电日和人工观测雷暴日的最优匹配半径不尽相同，大部分地区的最优匹配半径介于９～１５ｋｍ之间，而新疆、青海和西藏等地区的最优匹配半径大于２０ｋｍ；（２）绝大部分地区的年雷暴日数计算值与人工观测值的平均绝对误差小于１０．０ｄ，平均相对误差小于３０．０％，而新疆、青海和西藏地区的计算值与观测值的误差较大，表明除新疆、青海和西藏地区外，利用二元法建立的公式对年雷暴日数的拟合效果较好；（３）经ＰＭＦＴ检验发现８４３个站点中有７７６个站点的序列在２０１３年前后无明显跳变，占比达９２．１％，仅有６７个台站因ＡＤＴＤ站点稀疏、ＡＤＴＤ探测性能下降、高山阻隔等原因造成序列明显跳变，表明利用二元法延长的年雷暴日数序列与人工观测序列之间的均一性较好。
安徽省云地闪密度与雷暴日数关系的研究
安徽省云地闪密度与雷暴日数关系的研究朱浩;孙浩;王凯;江梦天;段春锋;程向阳【摘要】Based on thunderstorm days data from 1961 to 2015 and Active Divectory Topology Diagrammer (ADTD) lightning location data from 2010 to 2015,the relationship between annual mean cloud-ground lightning density Ngand thunderstorm days Tdwas analyzed using a linear model and a power law model throughout differ-ent counties in Anhui province.The results were compared with those calculated from formula according to"Code for Design Protection of Structures against Lightning" (GB 50057).The results show that there is no significant difference between thunderstorm days observed from 2010 to 2015 and that observed from 1961 to 2015.The pow-er law model is more suitable for describing the relationship between annual cloud-ground lightning density and thunderstorm days than the linear model.The annual mean cloud-ground lightning density in different counties in Anhui province calculated from the two equations according to the standard (GB 50057) has a large difference from the real observations.The average relative error of the power-law equation Ng=0.024Td1.3 is 31.65% and that of linear model Ng=0.100Tdis 44.03%,respectively.The cloud-ground lightning density calculated from the fitting equation Ng=0.0281Td1.369 is close to the real observations,and it is more suitable for Anhui province than the other two equations Ng=0.024Td1.3 and Ng=0.100Td.%利用1961-2015年安徽省雷暴日数资料和2010-2015年ADTD系统闪电定位数据,以县级行政区域为基本单位,采用线性和幂两种计算模型分析安徽省年平均云地闪密度Ng与雷暴日数Td的关系,并与《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)公式的计算结果进行对比.结果表明:2010-2015年安徽省雷暴日数与1961-2015年雷暴日数的观测数据无显著性差异,幂模型比线性模型更适用于表征安徽省年平均云地闪密度和雷暴日数的关系.利用雷暴日数据结合规范两种计算公式得到的安徽省各县区年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度存在较大的差异,公式Ng=0.024T 1.3d 计算的云地闪密度的样本平均相对误差为31.65%,低于Ng=0.100Td计算的云地闪密度的样本相对误差44.03%.拟合公式Ng=0.0281T 1.369d 计算的安徽省年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度接近,较规范中的两类公式Ng=0.024T 1.3d 和Ng=0.100Td更适用于安徽地区.【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】8页(P61-68)【关键词】云地闪;雷暴日数;闪电密度;误差【作者】朱浩;孙浩;王凯;江梦天;段春锋;程向阳【作者单位】安徽省气象灾害防御技术中心,安徽合肥230061;安徽省气象灾害防御技术中心,安徽合肥230061;安徽省气象灾害防御技术中心,安徽合肥230061;连云港市连云区气象局,江苏连云港222000;安徽省气候中心,安徽合肥230031;安徽省气象灾害防御技术中心,安徽合肥230061【正文语种】中文【中图分类】P427.3引言雷电是联合国公布的“十大自然灾害”之一，随着社会经济和科学技术的飞速发展，雷电灾害造成的损失趋于严重。
雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较
雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较王学良;张科杰;张义军;朱传林【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】为了利用雷电定位系统（lightning location system，LLS）资料统计人工观测雷暴日数，采用湖北省2007—2012年LLS监测资料，选取25个气象站为圆心，统计其不同监测半径（r）圆区域内LLS监测的雷电日数，并与人工观测雷暴日数进行比较。
结果表明：r≤7 km时，LLS 监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数；r≥8 km时，LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数；r＝22 km 圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。
根据r＝7 km，r＝8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料，分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数，结果显示：二元法效果最好。
二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等，平均差异为7．4％；二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0．8 d，平均差异为12．3％。
%Using the lightning location system (LLS)monitoring data of Hubei Province from 2007 to 2012 and 1983-2012 artificial observations,25 meteorological stations with theoretical detection efficiency above 95% are selected to make a relative analysis on the number of thunderstorm days monitored by LLS with different monitoring radius (r)and artificial observations.Results show that annual mean thunderstorm days of artificial observations and LLS monitoring data agree mostly in the radius which range from 6 .4 km to 10.2 km.In the circulararea when r= 7,8,9 km,the difference is minimum,with the average differ-ence of about 1 9%.When r≤7 km,the annual mean thunderstorm days from LLS monitoring data is less than that of artificial observation,while it is more than artificial observation when r≥8 km,and it can re-place the number of maximum annual mean thunderstorm days of artificial observations when r= 22 km. The ground flash density do not change significantly with the monitoring radius in the range of 2-40 km, the annual mean flash density is 3.9-4.1 times/(km2 ·a)and the average value is 4 times/(km2 ·a)for each monitoring radius.According to data of LLS,3 methods are suggested to calculate the number of an-nual mean thunderstorm days of artificial observations.The first method is using the number of annual mean thunderstorm days of LLS monitoring data when r= 7 km to represent the artificial observations di-rectly,called direct substitution method.The second method is to calculate the number of annual mean thunderstorm days of artificial observations by the equation with one unknown quantity on the basis of the annual mean flash density data when r= 8 km,called ground flash density method.The third method is u-sing the binary equation to calculate the number of annual mean thunderstorm days of artificial observa-tions on the basis of the number of annual mean thunderstorm days and the annual mean flash density data when r= 8 km,called binary method.The examination shows that the binary method is the best,followed by the ground flash density method and the direct substitution method.The number of annual mean thun-derstorm days of 25 stations calculated by binary method from 2007 to 2012 areequal to that of artificial observations,and the average difference is 7.4%.In 2013,the gap of the number of annual mean thunder-storm days between binary method and artificial observation is 0.8 d,and the average difference is 12.3%.【总页数】10页(P741-750)【作者】王学良;张科杰;张义军;朱传林【作者单位】湖北省防雷中心，武汉 430074;湖北省防雷中心，武汉 430074;中国气象科学研究院，北京 100081;湖北省防雷中心，武汉 430074【正文语种】中文【相关文献】1.利用闪电定位资料和人工观测资料确定雷暴日数的方法 [J], 陈星宇;孙文龙2.直方图和正态分布图在雷暴日数统计中的应用 [J], 陈星宇;迟立志3.1954-2013年连州市雷暴日数的统计特征 [J], 阮楚雯;邓福兴;李少远4.闪电定位数据替代雷暴日人工观测初探 [J], 曾庆锋;力梅;兰红平;江崟;罗红艳;徐栋璞5.利用50年人工观测资料分析河南省末雷暴日特征 [J], 杨美荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2019 年兴安盟闪电活动时空分布特征
Analysis of Temporal
and Spatial Distribution
Characteristics
of
Lightning Activities in
Hinggan League in 2019
LI Si-ran et al (Inner Mongolia Xing’an League Meteorological Observatory, Ulanhot, Inner Mongolia 137400)
关键词 雷电日数；闪电密度；闪电强度
中图分类号：P427.3 文献标识码：A 文章编号：2095–3305(2020)07–040–02 DOI:10.19383/ki.nyzhyj.2020.07.020
雷电是在雷暴天气条件下发生 的伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而 又 令 人 生 畏 的 放 电 现 象。雷 电 产 生 的 高 温、猛 烈 的 冲 击 波 以 及 强 烈 的 电 磁 辐 射 等 物 理 效 应，使 其 能 在 瞬 间 产 生 巨 大 的 破 坏 作 用，常 常 会 造 成 人 员 伤 亡，击毁建筑物，引起森林火灾，造成 油 田 等 燃 烧 甚 至 爆 炸，危 害 人 民 财 产 和 人 身 安 全。雷 电 灾 害 已 被 联 合 国 有 关部门列为最严重的十种自然灾害之 一。传 统 的 雷 电 记 录 以 测 站 人 工 观 测 记 录 为 主，随 着 对 雷 电 研 究 的 深 入， 遥感、遥测等技术的发展，目前实时闪 电定位系统已经完全取代人工观测， 成 为 目 前 雷 电 监 测 的 主 要 手 段。对 全 国不同区域而言，目前主要有 ADTD（地 闪）、VLF/LF（全 闪 包 括 云 闪 和 地 闪）两 套 闪 电 定 位 系 统，提 供 的 闪 电 定 位 资 料 是 目 前 开 展 雷 电 预 警、雷 电 灾 害 评 估 的 主 要 依 据。许 多 气 象 学 者 对 基 于 ADTD 闪电定位数据与目测雷暴日之间 的 关 系 已 经 进 行 了 深 入 的 研 究，研 究 结果表明：在台站周围 15~20 km 范围 内人工观测雷暴日数据和 ADTA 闪电定 位 系 统，得 到 的 闪 电 日 数 据 相 关 性 最
海南闪电监测定位系统资料检验和分析
海南闪电监测定位系统资料检验和分析陈有龙;郭冬艳;李凡【摘要】利用2007～2008年海南省闪电监测定位资料和同期海南雷电灾害个例及人工观测雷电的数据进行对比,分析总结海南闪电监测定位系统的定位误差、漏测率和误测率;并在此基础上,指出闪电监测定位资料应用中存在的若干问题及其应用前景.结果表明:海南省发生闪电绝大多数为负地闪:与雷击灾害事故对比来看,海南省闪电定位仪探测漏测率和闪击落地的定位精度平均误差偏大,但与人工观测雷暴日对比结果表明平均探测漏测率在技术标准允许范围内;晴空闪电日误测率属于技术标准允许范围;闪电定位系统的探测时间精度基本可信;闪电定位仪探测数据与降水分布的同步监测结果基本吻合,可反映出雷暴移动方向、路径及发生、发展趋势.总体来看海南省闪电定位系统数据可信度基本达到应用标准.【期刊名称】《气象研究与应用》【年(卷),期】2010(031)001【总页数】5页(P94-97,后插2)【关键词】闪电定位资料;误差;检验【作者】陈有龙;郭冬艳;李凡【作者单位】海南省气象台,海南海口570203;海南省气象台,海南海口570203;海南省气象台,海南海口570203【正文语种】中文【中图分类】P427.32海南岛是中国雷电发生频率最高省份之一，每年在各种气象灾害中，雷击灾害发生的频数最高，因雷击引起的人员伤亡和经济损失名列前茅。
加强对雷电天气的监测、预警、预报及防御工作变得越来越迫切。
近年来，随着国家气象局全国闪电定位网的布设，我国对雷电的监测水平有了显著提高。
经过几年的资料积累，已经有不少专家和学者对宝贵的闪电定位资料进行了检验和分析［2-6］。
2005年，海南省气象局在全省范围建设了5个探测站，分别分布在海口、三亚、琼中、琼海、东方5个市县境内组成了覆盖全省的闪电定位网，到目前为止，已积累了约3a的探测资料。
闪电定位资料除了用于监测雷电的定时、定点实时信息外，对雷电的生消、移行规律、雷电预警、临近预报更具有实用价值。
菏泽市闪电定位探测与人工观测雷暴对比分析
菏泽市闪电定位探测与人工观测雷暴对比分析作者：程萌来源：《安徽农学通报》2016年第10期摘要：该文通过对2007-2013年菏泽地区9个区县人工观测雷暴资料和闪电定位系统监测资料的数理统计，重点分析了人工观测雷暴日、闪电定位系统监测的雷暴日特征。
结果表明：闪电定位系统监测获取的雷暴日数远大于人工观测的数据；闪电定位系统监测的雷电日局限于探测方法和设备的灵敏性，而人工观测的雷暴日局限于个人差异和地形影响，均不能完全客观反映各地区雷电活动规律；两者综合筛选后的雷暴日能客观真实反映各地雷电活动特征，在此基础上获得了有效反映雷电活动规律的雷暴日及雷击大地密度参数，为雷击风险评估与防雷设计提供参考。
关键词：闪电定位；人工观测；雷暴日；菏泽市中图分类号 P427.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）10-0151-03雷电是自然界大气中发生的瞬间放电过程，并伴有声、光、电的出现，它被联合国公布为十大自然灾害之一。
在现代生活中，雷电不仅对人畜的生命安全构成威胁，还对电力、通信、电子、建筑等许多行业都有着大影响，因此雷电活动规律及其防护问题一直为人们所关注[1-2]。
雷暴日是反映雷电活动规律的重要参数，是雷电科学研究和防雷工程设计的重要参数指标。
20世纪70年代，Nishino、Noggle和Proctor等科学家采用高频、甚高频、低频技术的天线定位系统测量闪电位置[3]。
而近年来闪电定位系统的建设，为该项工作的检验研究提供了基础。
问楠臻等利用广州市雷电监测网数据，按1km2的网格进行区域划分，通过加权得到地闪密度[4]；陈家宏等提出了网格法统计雷电日方法，并与传统人工观测雷电日进行了对比分析[5]；樊荣等从落雷密度的概念出发，利用克里金（Kriging）插值法，计算任一经纬度上的多年平均雷暴日数，并使用C#语言编制出计算落雷密度的软件[6]；还有些学者通过对各地的雷击大地年平均密度和多年平均雷暴日的分析，总结出了符合当地特点的两者的关系[7-10]。
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收稿日期：２０１７－０５－１２；改回日期：２０１７－０９－２５ 基金项目：国家重点研发计划（２０１７ＹＦＣ１５０１９０４）、中国气象局华南区域气象中心科技攻关项目（ＧＲＭＣ２０１５Ｍ０５）和深圳市科技计划项目
（ＺＤＳＹＳ２０１４０７１５１５３９５７０３０）共同资助 作者简介：曾庆锋（１９８４— ），男，广西梧州人，博士，主要从事气象探测及数据应用研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｅｎｇｑｉｎｇ０４１９＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。
第 ３６卷 第 ５期 ２０１８年 １０月
干 旱 气 象
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ，２０１８
曾庆锋，力 梅，兰红平，等．闪电定位数据替代 雷 暴 日 人 工 观 测 初 探 ［Ｊ］．干 旱 气 象，２０１８，３６（５）：８１３－８１９，［ＺＥＮＧ Ｑｉｎｇｆｅｎｇ，ＬＩＭｅｉ，ＬＡＮ Ｈｏｎｇｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＲｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆＴｈｕｎｄｅｒｓｔｏｒｍＤａｙｓｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｗｉｔｈＬｉｇｈｔｎｉｎｇＰｏｓｉｔｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎＤａｔａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１８，３６（５）：８１３－８１９］，ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１８）－０５－０８１３
８１４
干 旱 气 象
３６卷
工观测雷暴 日 有 可 比 性。 钟 颖 颖 等 ［１０］对 比 分 析 江 苏省气象局闪电定位系统和地面观测站的雷暴数 据，得出两种数据的一致性较好，并借助雷达数据判 别分析了闪电定位系统的漏测率和误测率。王学良 等［１］根据 ７、８ｋｍ半径区域内监测的年雷暴日数、年 平均地闪密度资料，分别采用直接替代法、地闪密度 法和二元法计算年雷暴日数，发现二元法的一致性 效果最好。余 海 军 等 ［１１］对 闪 电 定 位 数 据 与 人 工 雷 暴日的差异性进行分析，发现闪电定位系统监测的 雷暴日在不同面积区域相差很大，在半径为 ７ｋｍ区 域内的雷暴日数接近人工观测雷暴日数。然而，大 多数研究侧重对人工观测雷暴日与闪电定位数据之 间的差异性及原因分析，而对仪器观测数据如何替 代雷暴日人工观测的研究较少。鉴于此，本文以深 圳为例，基于闪电定位、雷暴日及天气雷达等数据， 从闪电定位数据的可靠性、基于最小二乘法的闪电 定位与人工观测雷暴日之间最优匹配以及天气学 （环流形势、天 气 系 统 等 ）方 面，探 讨 如 何 使 用 闪 电 定位数据替代雷暴日的人工观测。
闪电定位数据替代雷暴日人工观测初探
曾 庆 锋１，２，力 梅１，兰 红 平３，江 肶１，罗 红 艳１，徐 栋 璞３
（１．广东省深圳市国家气候观象台，广东 深圳 ５１８０４０； ２．广东省深圳南方强天气研究重点实验室，广东 深圳 ５１８０４０；
３．广东省深圳市气象局，广东 深圳 ５１８０４０）
摘 要：以深圳市为例，对近 １０ａ闪电定位、人工观测雷暴日、天气雷达及探空资料进行分析，探讨闪 电定位数据替代雷暴日人工观测的合理性和可行性。结果表明：（１）闪电定位数据与雷达回波具有 较好的一致性，可用于替代雷暴日的人工观测。（２）基于最小二乘法，得到闪电定位数据与人工观测 雷暴日最优匹配的半径范围为 ９．２４ｋｍ，在该半径范围内，闪电定位得到的雷电日与人工观测雷暴日 的年平均误差 ２．８ｄ，平均误差率 ４．３％。通过雷暴日和闪电定位数据之间的比例关系分析，发现两 种观测数据的一致性较好。（３）雷暴日和雷电日的环流形势和天气系统基本相同，两种天气条件下 温、湿廓线的相关系数均为 ０．９９，且具有基本一致的环境物理条件。人工观测雷暴日和基于闪电定 位得到的雷电日随闪电定位取值半径的变化特征及其二者关系的分析表明，闪电定位数据替代人工 观测雷暴日的方法和结果具有较好的合理性。 关键词：雷暴日；闪电定位系统；人工观测；最小二乘法 文章编号：１００６－７６３９（２０１８）０５－０８１３－０７ ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１８）－０５－０８１３ 中图分类号：Ｐ４１ 文献标志码：Ａ
随着对雷电活动现象研究的深入以及遥感、遥
测技术的发展，雷电探测特别是对地闪监测和定位 方面实现了突破。我国气象部门于 ２００４年开始建 立国家雷电监测定位网，可实时监测雷电的发生、发 展及消亡的全过程，并能准确测量闪击发生的时间、 位置、极性 及 电 流 强 度 等 重 要 参 数［６］，是 替 代 人 工 观测雷暴日的重要观测手段。然而，闪电定位探测 资料是否能够替代人工观测的雷暴日？为此，展开 了两种资料的差异、原因及关系等分析。早期，郄秀 书等［７］利用 ３站地闪定位仪，对闪电定位数据替代 人工观测雷暴日的可行性问题进行了探讨。近年 来，随着闪电定位系统在全国布网并投入业务运行， 更多学者对不同地区的雷暴日和闪电定位资料的关 系进行探讨。刘园园等［５］、胡新华［８］研究了闪电定 位数据与雷暴日资料之间的差异及原因，发现闪电 定位的雷电日数普遍高于人工观测记录，但两者的 分布趋势 大 体 相 同。 尹 丽 云 等［９］提 出 了 基 于 网 格 统计雷暴日的方法，认为该方法得到的统计值与人
引 言
雷暴日是反映当地雷电活动频繁程度及其强度 等的物理参数。雷暴日资料来源于人工观测，其观 测结果容易受气象站点环境、观测人员听力差异及 背景噪音等因素影响，而不受电磁环境干扰。雷暴 日数作为描述雷电活动的唯一长期记录，在防雷工 程设计、雷击风险评估、防雷图纸审核和雷电防护等 级划分等工程设计、气象业务和雷电科学研究中始 终是一个重要参数指标［１－３］。随着气象观测现代化 程度越来越高，气象观测系统正在逐步取代常规人 工观测的器测项目［４－５］。我国于 ２０１３年取消了人 工观测雷暴日业务。由于雷暴日是代表某区域雷电 历史气候状况的珍贵参数，需寻求能够替代的其他 观测手段以延续数据。因此，仪器观测替代雷暴日 人工观测的研究更显迫切。