2010-2021年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系.pdf

第39 卷第4期2023 年8 月程攀，刘成瀚，蔡冬梅，等.2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系J.气象与环境学报,2 0 2 3,39（4）：138-146.CHENG Pan,LIU Chenghan,CAI Dongmei,et al,Analysis of lightning distribution and its relationship with altitude in Liaoning prov-ince from 2010 to 2021J.Journal of Meteorology and Environment,2023,39(4):138-146.气象与环境学报JOURNAL OF METEOROLOGY AND ENVIRONMENT2010一2 0 2 1年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系Vol.39 No.4August 2023程攀1,2,3 刘成瀚4蔡冬梅孙虹雨1.4王月。阿陈晟源7陈传雷?张浩楠朱智晔”8姜东哲10（1.成都信息工程大学大气科学学院，四川成都6 10 2 2 5；2.辽宁省气象灾害监测预警中心，辽宁沈阳110 16 6；3.东北冷涡研究重点开放实验室，辽宁沈阳110 16 6；4.辽宁省气象台，辽宁沈阳110 16 6；5.大连市气象局，辽宁大连116 0 0 1；6.沈阳市气象局，辽宁沈阳110 16 8；7.阜新市气象台，辽宁阜新12 30 0 0；8.丹东市气象台，辽宁丹东118 0 0 0；9.东港市气象局，辽宁东港118 30 0；10.凤城市气象局，辽宁凤城118 10 0)摘要：利用2 0 10 一2 0 2 1年辽宁省闪电定位资料，应用统计分析方法结合空间自然断点分级法，分析辽宁省雷电密度、雷电流幅值、雷电强度等雷电分布特征，及其与海拔高度的关系。结果表明：辽宁省夏季雷电流幅值分布最为集中，但正闪分布比例最小，冬季白天的雷电流幅值明显大于夜间。除8 月外，其他月份白天的雷电频次几乎均多于夜间。正闪回击密度辽宁西部地区较大，正负闪回击密度总体随海拔高度升高而减小，负闪回击密度减小速度较快。正闪幅值辽宁西部地区最大，正闪幅值随海拔升高呈减小趋势，负闪幅值总体呈增大趋势。正闪强度高值区主要分布在辽宁中部和西部，负闪强度高值区主要集中在辽河流域两侧。41N剖面的正闪回击密度辽宁西部地区远大于东部地区，负闪回击密度辽宁西部丘陵地区明显低于辽宁中部地区；负闪幅值与海拔高度变化在辽西的丘陵地带一致性更强；正闪强度在辽宁西部最大，东部地区正闪强度最小，辽河平原东部迎风坡地区负闪强度最大。关键词：闪电定位；雷电密度；雷电流幅值；雷电强度中图分类号：P427.3引言雷电为一种强对流天气,具有突发性强、空间尺度小等特点,是预报、预警业务中的重点和难点。近年来,国内外针对雷电发生、发展方面的研究取得多项进展1-6 ,提高了对雷电的认识，提升了雷电防御措施和防护效率,降低了雷电造成的损失。有研究表明，雷电分布与地形有较强关系，雷电流幅值随海拔高度的升高而增大2-3。边学文等4 运用杭州闪电资料，使用线性回归等方法分析杭州市雷电活动特征与海拔高度的关系表明，低海拔地区雷电频次明显多于高海拔地区，正闪雷电流幅值随海拔高度的升高而增大,小于16 kA和大于10 0 kA的雷电比例随海拔的升高而迅速减小。李家启5 运用LLS雷电资料和GIS高程资料，分析重庆地区不同雷电特征随海拔高度变化关系表明，雷电流幅值随海拔的升高而增大，雷电密度随海拔升高呈幂指数减小。李政等6 、俞立婷等7 研究不同地区雷电分布的结收稿日期：2 0 2 2-0 6-2 9；修订日期：2 0 2 2-0 9-2 8。资助项目：辽宁省气象局科研课题（ZD202219、ZD 2 0 2 2 5 2）资助。作者简介：程攀，男，19 9 0 年生，工程师，主要从事短临预报预警技术研究,E-mail:lnqx_。通信作者：陈传雷，男，正研级高级工程师,E-mail:ln_。文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1673-503X.2023.04.017果表明，雷电分布发生最多地区的海拔为30 0 400m,雷电发生随海拔升高而减少，且不同海拔高度的雷电参数存在较大差异。张廷龙等8 、江签等9 分析中国不同地区雷电的时空分布特征及与海拔高度的关系表明，特殊型雷暴云底部的海拔高度越高，正电荷区范围越大；小波分析表明雷暴日存在5a的周期。也有研究指出，雷电流幅值随海拔高度升高而减小,张岚晶10 分析呼和浩特地区闪电分布特征及与海拔高度的相关性表明，正闪雷电流幅值与海拔高度呈负相关，负闪雷电流幅值与海拔高度相关性不显著。王学良等1 运用数理统计方法分析雷电参数与海拔高度的关系表明,负闪和总闪（正地闪和负地闪简称为“总闪”）频次随海拔高度升高呈线性减少趋势，且不同海拔地区的雷电特征不同。另外,受雷暴云底高度随海拔高度变化的影响,正、负闪雷电流幅值随海拔升高而减小12-13。曾楚英等14 综合分析国内外雷电参数与海拔高度及纬度的关系表明，雷电流幅值随海拔高度升高而减小，且雷第4期电陡度与雷电流幅值关系密切。也有研究表明,雷电流幅值与海拔高度关系复杂，负闪的雷电流幅值与海拔高度的相关较差，而雷电流密度与海拔高度相关较好15 。雷电主要发生在平原、起伏较小的山地和丘陵地带,不同海拔高度的雷电密度各不相同，正闪的雷电流幅值随海拔高度变化较负闪明显16 。为研究雷电的区域致灾性及雷电强度与地形的关系，余田野等17 通过分析湖北省雷电强度分布特征,探讨了雷电强度与地形的关系,并建立雷电强度模型。贺姗等18 采用投影寻踪法分析湖北省雷电监测资料表明，湖北东南部雷电危害强度最强，西北部最弱,并创建了雷电危害强度等级划分模型。李文辉等19 运用数理统计方法,进行青海省雷电灾害风险区划,指出雷电灾害风险出现差异的原因与地形地貌相关。运用EOF分解方法对中国长三角地区和安徽南部地区的雷电分布研究表明，安徽南部山区雷电主要发生在6 一9 月，长三角地区雷电空间分布与地形高度相关2 0-2 1。贵州西南地区雷电活动与地形地貌的关系研究表明2 2】,雷电的发生与海拔高度、土壤类型等相关。山东省闪电活动分布特征表明2 3，雷电密度与海拔高度呈正相关,低海拔地区雷电日变化不明显。20102018年辽宁省共发生雷灾6 2 2 起，雷灾最高年份为2 0 10 年（2 41起），雷电灾害造成35 人伤亡，经济损失高达2 7 19.8 2 万元；雷灾对建筑物、电力、通讯、石化等设施造成不同程度的破坏，且不同地区差异较大（中国气象局.全国雷电灾害汇编，2016）。闪电定位资料（ADTD）可为雷电的精细化分析研究提供数据基础2 4-2 5 ，为雷电的预报、预警提供支撑2 6 。目前，基于长历时雷电资料的辽宁省雷电分布及其与海拔高度关系方面的研究较少。本文利用2 0 10 2 0 2 1年辽宁省闪电定位资料，分析雷电密度、雷电流幅值、雷电强度等雷电分布特征，探讨辽宁省雷电分布及与海拔高度的关系，以期为该地区的雷电分布研究及雷电预报预警提供参考。1资料与方法1.1资料来源辽宁省有9 部闪电定位仪，闪电探测与全国组网，站点分布见图1。采用全国组网后2 0 10 一2021年辽宁省闪电定位资料（ADTD），探测资料包括雷电发生的时间、经纬度、雷电流强度、极性等，剔除雷电流幅值绝对值小于2 kA和大于30 0 kA的数据2 4。本文雷电均为云地闪，即云和地面发生的放电现象，放电方式与云闪不同，云地闪会对地面建筑物、家用电器等产生直接影响，雷电灾害也多为云地程攀等：2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系阜新42N朝阳40N大连120E122E图1辽宁省地形及闪电定位仪分布Fig.1 Terrain and lightning locator distributionin Liaoning province1.2研究方法1.2.1统计方法采用季节、月、日等统计方式，春季为3一5 月、夏季为6 8 月、秋季为9 11月、冬季为12 月至翌年2 月。白天为0 8 2 0 时（0 8 t20,北京时,下同）,其他时间为夜间。日变化为0 0 0 1时,0 1一02时，2 2 2 3时，2 30 0 时，分别代表0 1时、02 时,00 时。1.2.2空间插值计算雷电密度、雷电流强度等空间分布，将ADTD站点数据统计后插值到格点上，插值格距为0.1,采用反距离插值法进行插值。雷电密度、雷电流幅值、雷电强度均为2 0 10 2 0 2 1年11a的平均值。1.2.3雷电强度采用余田野等17 建立的指标模型计算雷电强度,见式(1)。L=N,xI式(1)中,N。为平均雷电密度;I为平均雷电流幅值；L为雷电强度指数,为某地发生雷电流强度的总和，其值越大表明雷电致灾性越强。1.2.4雷电强度等级划分根据雷电强度等级划分方法17 ,对辽宁省雷电等级进行划分。采用自然断点分级法分别对正负雷电等级进行分级,划分区间见表1。表1辽宁省雷电强度等级划分区间Table 1 Classification interval of lightning intensityin Liaoning Province等级高值区正闪划分范围L6.4负闪划分范围L24.1 16.6L 24.1139闪导致。辽宁省海拔高度数据为全球数字高程资料(ASTER GDEM),分辨率为30 m。44NF法库清原营口宽甸东港闪电定位仪高度/m高：132 3低:-2 7 7124E126E(1)kA km-2.a*1中值区低值区4.7L6.4L4.7L 16.6140气象与环境学报第39 卷1.2.5自然断点分级法划分雷电空间分布采用自然断点分级方法，自然断点分级法基于多个固有分组,划分数据差异较大的类别,并设定边界2 7 ,计算步骤如下：(1)假设给定的多个样本集合U=UI,Uz,Us,Un，各集合的偏差平方和、样本量的均值见式(2)式(3)。2(U.-i)217SDAM二n1Un式(2）式（3)中,SDAM为各样本的偏差平方和；U,为n个样本数里的第i个样本;U为样本均值。(2)对集合U进行分簇:Di,D2,D3，,D k,依次计算每个簇的偏差平方和，SDAMD，SD A MD,，SDAMD,SDAMD,并求和。kSDCM,=ZSDAMD,t=1,2,D,式(4)中,SDCM,为划分的k个簇之后第t个分法对应的所有类簇的偏差平方和，依次计算D，种划分方法的值:SDCM,SDCM,SDCMDk。（3）选择最小值SDCMmin作为最终的最佳分类法，再进行拟合度验证，见式（5）。SDAM-SDCM,gvf=-SDAM式(5)中,gvf,为各分类梯度,取值为0,1,梯度越小表明差异越小，其值为0 时拟合效果最差，其值为200 r(a)10001时拟合效果最好。当SDCMmin对应分类梯度值最大时，自然断点分级法的效果最好。该方法具有类内差异小,类间差异大的特点,文中的空间分布均使用自然断点法进行分级。2结果分析2.1辽宁省雷电时间分布2010一2 0 2 1年辽宁省雷电发生情况统计表明，(2)辽宁省11a共发生雷电1.110 次，夏季雷电发生次数最多，占比为7 7.8%，其次为秋季15.8%，冬季U(3)(4)(5)仅发生了10 4次，冬季负闪占比为8 7%。与湖北省15 、江西省2 8 和河南省2 9 的雷电正、负闪比例不同，辽宁省负闪占比较低。2.1.1季节分布2010一2 0 2 1年辽宁省雷电极性和白天、夜间季节变化见图2。由图2 可知，辽宁省雷电正、负闪各季节的分布均为单峰型,夏季雷电的雷电流幅值最为集中,正闪比例最小,平均雷电流幅值为2 6 kA左右,正闪的雷电流幅值范围较大，超过10 0 kA的次数较多,该结果与正闪的雷电流幅值普遍大于负闪较为一致2 4。秋季负闪的雷电流幅值分布与夏季相似,均表现为负闪比例较大,但秋季的正闪分布比例较夏季大。春季和冬季的正、负闪比例相当。春季的雷电流幅值小于冬季，由于正闪的雷电流幅值普遍大于负闪,所以正闪比例相对较大冬季雷电流幅值最大,为5 0 kA以上。冬季的雷电流幅值较大(图2 a)，冬季虽然雷电少发,但也可能出现较大的危害。由白天、夜间的雷电分布可知（图2 b），夏季的200 (b)1000-100-200春季图2 2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电极性(a)和白天、夜间(b)季节变化Fig.2 Seasonal variation of lightning polarity(a)and daytime and night(b)in Liaoning province from 2010 to 2021雷电白天和夜间分布相似，负闪的雷电流幅值多为050kA;春季和秋季的雷电白天明显多于夜间,但春季的正闪比例明显多于秋季；冬季白天的雷电次数多于夜间,且白天的雷电流幅值明显大于夜间,尤其白天的正闪更强,也表明冬季白天雷电的强度较大。2.1.2月变化2010一2 0 2 1年辽宁省雷电极性和白天、夜间月变化见图3。由图3a可知,5 一10 月为辽宁省雷电多发时段,负闪分布较为一致，且远超过正闪,尤其-100-200夏季秋季正闪；一负闪冬季春季是占比总闪次数最高的8 月正闪最少（33.1%）。11一12 月正闪比例明显增大，同样处于冬季的1月，只出现负闪,且雷电流幅值较大，可能由于冬季雷电发生机理与夏季有较大区别导致。从春季开始，正闪占比开始增大,3月正闪分布明显多于负闪，之后正闪分布逐渐减少,负闪明显增多。由白天和夜间的雷电极性分布可知（图3b），8月的白天和夜间雷电发生占比相当,之后夜间雷电明显减少，白天雷电持续增多，雷电多发月份总体雷夏季夜间；一白天秋季冬季第4期电流幅值较小。1一3月雷电多发生在夜间,之后白200r(a)1000-100-200Fig.3 Monthly variation of lightning polarity(a)and daytime and night(b)in Liaoning province from 2010 to 2021的白天、夜间雷电频次相当,其他月份的雷电频次均存在白天大于夜间的现象。2.1.3日变化20102021年辽宁省雷电日变化分布表明（图略），负闪次数远大于正闪，日变化分极性统计中几乎均为负闪，但14一2 0 时正闪较其他时次偏多，表明正闪多发于下午到傍晚时段,该时段对流旺盛，经常伴随冰電、雷暴大风等灾害性天气。有研究表明30 ,在冰发生前期,正闪频数的异常跃增,是冰(a)42N40N区正闪回击密度较大,其中抚顺西部和鞍山一辽阳地区为高值区,辽宁东部山区和大连市为正闪回击密度低值区。辽宁省雷电负闪回击密度与正闪回击密度的分布不同，负闪分布主要集中在3个地区（图4b），辽河流域东部的抚顺一铁岭和本溪一丹东地区,以及辽宁西部的锦州市。负闪回击密度高值区主要集中于辽河流域东部,为雷电灾害多发区。辽宁中部平原雷电分布相对平均，正闪回击密度较高的阜新市、朝阳市、葫芦岛市的负闪回击密度较小，该区域在防雷设施布设时,应多考虑正闪的危害。程攀等：2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系2345678 9101112月份一正闪;一负闪图32 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电极性(a)和白天、夜间(b)月变化预报的一项重要指标。2.2膏雷电密度空间分布及与海拔高度的关系2.2.1雷电密度空间分布20102021年辽宁省雷电正闪、负闪密度空间分布见图4。由图4可知,除大连市正闪回击密度偏小外，其他地市均有不同程度的正闪回击密度高值区。以辽河流域为界,辽宁西部地区正闪回击密度偏大,高值区分布于锦州市、阜新市和朝阳市交界，葫芦岛市的正闪回击密度也较大。辽河流域东部山(b)铁岭阜新沈阳朝阳锦州盘锦葫芦岛鞍山丹东营口辽河保护区次数.km.a大连0.0200.0540.0550.0670.0680.0800.0810.0910.1050.1210.1220.177120E122E图42 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电正闪(a)和负闪(b)密度空间分布Fig.4 Spatial distribution of density of positive lightning(a)and negative lightning(b)inLiaoning province from 2010 to 2021141天雷电开始增多。雷电多发的5 一10 月,除了8 月(b)2001000-100-200123456789101112月份一夜间；一白天卓新42NF沈阳抚顺朝阳辽阳本溪124E126E铁岭抚顺锦州辽阳盘锦葫芦岛鞍山丹东营口40N大连120E122E2.2.2雷电密度与海拔高度20102021年辽宁省雷电发生地区海拔高度（每10 0 m为间隔)与平均雷电密度变化见图5。由图5 可知，正闪密度总体随海拔高度升高而减小，700 m以下的地区,正闪回击密度总体呈缓慢减小趋势。7 0 0 10 0 0 m海拔高度,正闪回击密度快速减小,大于10 0 0 m海拔高度，雷电密度波动较为剧烈，10001100m和12 0 0 130 0 m雷电密度均迅速增大,12 0 0 130 0 m雷电密度与6 0 0 7 0 0 m雷电密度相当,表明高海拔地区（大于10 0 0 m)正闪分布较多。由负闪回击密度随海拔高度变化可知（图5 b），随海拔高度升高，负闪回击密度呈快速减小趋势。本溪辽河保护区次数.km.a0.0770.3330.3340.4670.4680.6090.6100.7570.7581.1871.1881.792124E126E142气象与环境学报第39 卷海拔高度0 10 0 0 m地区,随海拔高度升高,负闪回(a)0.070.060.05y=0.0716-0.0022x0.04R=0.733101002003004005006007008009001000110012001300100200300400500600700800900100011001200高度/m一正闪密度；-一线性趋势图5 2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电正闪(a)和负闪(b)密度随海拔高度变化Fig.5 Changes of positive flash density(a)and negative flash density(b)with altitude inLiaoning province from 2010 to 2021地区,负闪回击密度小幅增大,与正闪回击密度较为一致,表明该海拔区间地区的雷电分布异常偏多。2.3雷电流幅值空间分布及与海拔高度的关系2.3.1雷电流幅值空间分布研究表明2 4,雷电密度较大的地区雷电流幅值较小，由于正闪频次较小，而电流幅值较大，负闪频(a)42N40NFFig.6 Spatial distribution of positive lightning current amplitude(a)and negative lightning较小地区的幅值却较大，大连市的正闪幅值高值区较为典型。辽宁省负闪幅值分布与正闪相似（图6 b），结合负闪回击密度空间分布（图4b），负闪幅值高值区的回击密度均较小，主要分布在辽宁南部和西部,负闪回击密度较大的抚顺一铁岭和丹东一本溪地区的负闪幅值均较小。2.3.2雷电流幅值与海拔高度20102021年辽宁省雷电正闪、负闪雷电流幅值随海拔高度变化见图7。由图7 可知,不同海拔高度的正闪幅值均大于负闪，正闪幅值随海拔升高呈减小趋势，而负闪幅值随海拔高度升高总体呈增大趋势。海拔高度为10 0 2 0 0 m的正闪雷电流幅值最大,2 0 0 6 0 0 m迅速减小，8 0 0 110 0 m总体幅值击密度呈线性减小趋势。海拔高度12 0 0 130 0 m0.5(b)(.0.40.30.2y=0.4389-0.0254x0.1FR=0.883701002003004005006007008009001000110012001300130010020030040050060070080099001000110012001300高度/m一负闪密度；-线性趋势次虽然远大于正闪，但电流幅值较小。2 0 10 一2021年辽宁省雷电正闪、负闪雷电流幅值的空间分布见图6。由图6 a可知，正闪幅值最大的地区出现在辽宁西部的朝阳市，结合正闪回击密度分布（图4a），正闪幅值最大地区的正闪回击密度相对较小，且正闪回击密度高值区的正闪幅值均较小，密度(b)铁岭阜新沈阳朝阳锦州盘锦葫芦岛鞍山丹东营口辽河保护区kA4455大连566061646568697273777894120E122E图6 2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电正闪(a)和负闪(b)雷电流幅值空间分布current amplitude(b)in Liaoning province from 2010 to 20212.4.1不同雷电强度等级分布2010一2 0 2 1年辽宁省雷电正闪、负闪强度空间分布见图8。由图8 a可知,2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电正闪强度高值区主要分布在辽宁中部和西部地铁岭阜新42N沈阳抚顺朝阳江阳本溪124E126E抚顺锦州辽阳盘锦葫芦岛鞍山丹东营口辽河保护区40NkA2823大连-31-29-34-32-37-35-3938-42-40-53-43120E122E变化较小,10 0 0 2 0 0 0 m又快速下降,之后随海拔升高而增大。负闪幅值随海拔变化波动较大，幅值最小地区为海拔2 0 0 40 0 m。由于海拔8 0 0 m以下地区负闪密度总体较大,且负闪幅值较小，该地区的负闪幅值总体较小。海拔8 0 0 m以上地区,除12 0 0 1300m负闪幅值较小外，其他海拔区间负闪幅值均较大，表明海拔较高的地区，也需防范较大负闪幅值雷电带来的危害。2.4雷电强度等级及与海拔高度的关系本溪124E126E第4期区,西部的阜新市、朝阳市和葫芦岛市的雷电强度最(a)72.571.570.569.50100100200300400500600700800900100011001200高度/m正闪辐值；-线性趋势图7 220102021年辽宁省雷电正闪(a)和负闪（b）雷电流幅值随海拔高度变化Fig.7Changes of positive lightning current amplitude(a)and negative lightning current amplitude(b)44a程攀等：2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电分布及其与海拔高度的关系y=-39.2415-0.3099xy=71.3376-0.1123x-43R=0.2682-42-41-4039-38200300400500 6007008009001000110012001300with altitude in Liaoning province from 2010 to 2021143强，由于该地区正闪回击密度较大,且雷电流幅值也-45 r(b)-44R=0.3967010020030040050060070080090010001100120013001300100200 300400 500600 700800900100011001200高度/m负闪辐值；-线性趋势44N(b)1300铁岭阜新42N40NFig.8 Spatial distribution of positive lightning intensity(a)and negative lightning intensity(b)较大。辽宁中部地区雷电正闪幅值相对较小，但正闪回击密度较大，是造成该地区正闪强度为中值区的主要原因。辽宁东部地区雷电正闪回击密度和正闪幅值均较小，该地正闪强度为低值区。由图8 b可知,辽宁省雷电负闪强度空间分布与负闪回击密度一致性较好，负闪强度高值区主要集中在辽河流域两侧,且东侧较强，尤其抚顺一铁岭地区和丹东一本溪地区分布最集中，锦州部分地区也(）4.5(._-V)/甲里4.03.53.0y=4.8788-0.1416xR=0.70112.50100200300 4005006007008009001000110012001300100200300400500600700800900100011001200高度/m正闪强度；-一线性趋势图9 2 0 10 2 0 2 1年辽宁省雷电正闪(a)和负闪(b)强度随海拔高度变化Fig.9Changes of lightning intensity of positive lightning(a)and negative lightning(b)with altitude42N抚顺朝阳锦州盘锦葫芦岛连120E122E图820102021年辽宁省雷电正闪（a)和负闪（b）强度空间分布in Liaoning province from 2010 to 2021R=0.88090100200300 400500 60070080090010001100120013001300100200 300400500600700800900100011001200高度/m一负闪强度；一-线性趋势in Liaoning province from 2010 to 2021沈阳朝阳锦州辽阳本溪鞍山丹东辽河保护区雷电强度等级低值区中值区高值区124E126E顺阳本溪老锦葫芦岛营40N连120E122E有集中分布的高值区。雷电负闪强度中值区分布在高值区周围，由于辽宁西部的朝阳市、葫芦岛市雷电负闪回击密度较小,虽然该地雷电负闪幅值较大，仍为负闪强度低值区，表明负闪强度受负闪回击密度影响较大。2.4.2雷电强度与海拔高度20102021年辽宁省雷电正闪、负闪雷电强度随海拔高度变化见图9。由图9 可知，正闪强度和负(b)-1614-12-10-8-6y=-14.9422+0.8021x-4辽河保护区雷电强度等级低值区中值区高值区124E126E1300144闪强度随高度升高均呈减小趋势,尤其海拔高度为1000m以下的地区，雷电强度随海拔高度升高迅速减小，表明低海拔地区仍是雷电防范的重点地区。海拔为12 0 0 130 0 m地区的雷电正闪强度和负闪强度均异常增大，正闪强度更为显著,强度值从2.8 2跃升至4.16,与该海拔高度地区的雷电密度异常偏大较为一致（图5），该海拔高度地区的正闪、负闪雷电密度均较大，但负闪强度随高度的升高减小幅度1800r(a)150012009006003000119E1800r(b)150012009006003000119E1800r(c)150012009006003000119E图10 2 0 10 2 0 2 1年辽宁省沿41N剖面的雷电密度(a）、雷电流幅值(b）和雷电强度(c)Fig.10 Distribution characteristics of lightning density(a),lightning current amplitude(b),lightning intensity(c)along 41N profile in Liaoning province from 2010 to 2021大造成。另外,辽宁西部地区的正闪回击密度大于辽宁东部地区和辽宁中部的辽河平原地区。随辽河平原东部地区海拔升高（约12 3E附近），雷电正闪、负闪回击密度均有所增大，负闪回击密度增幅大于正闪。该地区对流云受迎风坡地形影响，气流强迫爬升导致对流加剧,东部的长白山山区雷电正闪回击密度小幅减小,辽宁西部丘陵地区的负闪回击密度明显小于辽宁中部辽河平原地区，值得一提的是在辽宁西部和中部辽河平原交界地区（约12 1E附近）,负闪回击密度迅速增大，这可能由背风坡气流的爬升或绕流致使对流加剧导致31。由图10 b可知,辽宁西部丘陵地带的正闪、负闪雷电流幅值变化总体趋势一致，且没有大幅变化。辽河平原西部负闪幅值降低，可能与该地区的负闪回击密度较大且负闪幅值较小有关。辽宁中部辽河平原地区正闪幅值总体较大，辽宁东部山区正闪幅值较小。辽宁西部丘陵地区负闪幅值变化与海拔高气象与环境学报较小，表明海拔高度对负闪强度影响较大。2.5特特定剖面的雷电要素与海拔高度为分析雷电要素与海拔高度的关系,结合辽宁特殊地形，沿41N做面，经度为119 12 6 E。20102021年辽宁省沿41N面的雷电密度、雷电流幅值和雷电强度变化见图10。由图10 a可知，辽宁西部丘陵地区雷电正闪、负闪回击密度差大于辽宁东部山区，主要由辽西地区的正闪回击密度较120E121E120E121E120E121E第39 卷0.181.40.151.20.121.00.80.090.60.060.40.030.20.000.0122E123E122E123E122E123E黑色阴影为海拔高度度变化一致,高海拔地区负闪幅值较大低海拔地区负闪幅值较小。辽河平原地区负闪幅值随海拔升高有不同程度的增大，东部山区迎风坡地区负闪幅值减小明显，与该地区负闪回击密度显著增大有关。辽宁东部地区（12 5 E)负闪幅值迅速增大,与该地区负闪回击密度较小有关,具体原因有待进一步研究。由图10 c可知，辽宁西部地区正闪强度变化总体无规律,与正闪回击密度分布相似,辽宁西部正闪强度总体最大，辽河平原地区较小。随海拔高度升高,辽宁东部山区迎风坡地区正闪回击密度缓慢增大后，又快速减小，辽宁东部地区正闪强度总体偏小,这与该地区雷电密度较小有关。负闪强度的变化与负闪回击密度较为一致，辽河平原东部迎风坡地区最大,辽河平原西部背风坡次之,辽河平原雷电强度也普遍较大,表明辽河平原以及其东、西部地区为辽宁省的防雷重点地区。124E124E124E125E125E125E126E10090V/M8070605040126E4(.-86420126E-60-50-40-2040-3020-100第4期3结论（1)2 0 10 2 0 2 1年辽宁省夏季雷电流幅值分布最为集中,正闪分布比例最小。春季的雷电流幅值普遍小于冬季,春季和秋季的雷电频次白天多于夜间，冬季白天的雷电流幅值明显大于夜间。3月正闪分布多于负闪,且多发生在夜间，正闪比例4月开始逐渐减小。除8 月白天与夜间出现雷电频次相近以外，其他月份雷电频次均存在白天多于夜间的情况。（2 以辽河流域为界,辽宁西部正闪回击密度较大,其东部沿山地区正闪回击密度也较大。负闪主要集中分布在辽河流域东部的抚顺一铁岭、本溪一丹东、辽宁西部的锦州地区。辽宁省正闪、负闪回击密度总体均随海拔升高而减小，负闪回击密度减小较明显。(3)辽宁西部的朝阳市为正闪幅值最大的地区，负闪幅值高值区主要分布在辽宁南部和西部，负闪幅值高值区的负闪回击密度均较小。正闪幅值随海拔升高减小,负闪幅值随海拔高度升高增大。（4)辽宁中部和西部地区为正闪强度高值区,辽河流域两侧为负闪强度高值区，中值区位于高值区周围,辽宁西部的朝阳市、葫芦岛市为低值区。正闪强度和负闪强度随海拔高度的升高均呈减小趋势。(5)沿41N剖面,辽宁西部的正闪回击密度远大于东部地区，辽河平原东部海拔开始升高的地区（约12 3E附近)正闪、负闪回击密度均有不同程度的增大，辽宁西部丘陵地区负闪回击密度明显小于辽宁中部辽河平原地区。辽宁西部丘陵地区雷电流幅值变化总体趋势较为一致，负闪幅值变化与海拔高度变化一致性较好。辽宁西部地区正闪强度总体最大,辽宁东部地区正闪强度最小。负闪强度变化与负闪回击密度较为一致,辽河平原东部迎风坡地区最大。参考文献1 BBoccippio D J,Goodman S 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