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1、 一 第 1 9卷 第 3 期 2000年 8月 高 原气 象 PLAT EAU METEOROL OGY Vo l 1 9No3 Aug us t，20 00 文章 编 号1 0 0 0-0 5 3 4(2 0 0 0)0 3 0 3 4 8 1 5 西 昌发 射场 及 川西 南地 区 闪电气 候研 究、，江 晓华 赖顺 来 李建 云-_一_一 张东 春 王 利 华 西 昌卫 星发 射 中心 四J I 省 西 昌市6 I 5 0 0 0 摘 要 通 过 对 西 昌发射 场 及 川 I 西南 地 区 1 9 9 4年 至 1 9 9 8年 的 交 汇 云地 闪 探 测资 料进 行 详 细 分析
2、，得 出 了该 地 区 闪 电强度 和 回 击数 的 气 候 概 率 分 布，闪 电 的 日变 化、年 变 化 和空 间 分 布 的气 候规 律，并 将 所得 结 果与 我 国 京津 冀地 区 的闪 电气 候 特 征进 行 了对 比分 析。结 果表 明 闪 电 的气 候 特征 可 以 揭示 特定 地 区 对流 活 动 时空 分 布 的气 候 规律。关 键词-l 旦 墨墅塑堕 堡坌 堑一 中 图 分 类 法 里 翌：萱文 献 标 识 码 1 引 言 西 吕 闪 电是 由带 电荷 的云对 云、云 对地 以及云 内间瞬时产 生强 大放 电 电流形成 的大 气电 现 象，常 伴有 对流性 天气。对 人
3、类 社会危 害较 大 的则是 云对 地 闪 电，航天 发射 活动 中 闪 电更 是一种威 胁很 大 的天气 现象。国际航天史 上就多 次发生 过因 雷击 而造成 巨大 损失 的 事件。如 1 9 8 7年 3月 2 6日，美 国航 天局携带 一枚美 海军 通讯 卫 星的“大力神一 半人 马 座”火箭(A C 6 7)因遭雷 击，发 射失 败，直接 损 失达 l 6亿 美 元。1 9 8 7年 6月 9日晚 7时左 右，美 国佛吉 尼亚州 沃洛普斯 岛发 射场 的 三枚 小 型探 空火箭 被 雷击-I-l j 行 启 动升 空，飞 行 1 0 0 m 后 坠 人 大 西 洋 中。美 国阿 波 罗
4、 系列 登 月 火 箭 也 曾 因遭 受 7次 雷击 而 受 到 巨 大 经 济 损 失。地闪(以下 简称闪电)通 常有正极 性闪 电(简 称正 闪)和负 极 性闪 电(简 称负 闪)两 种。国 内在闪电 研究方 面做 了不少 工作，但针 对我 国西 南地 区复杂 山区地形 条件下 的 闪 电定 位研究还不 多见。西 昌发射场 地处 四川省西南 部，属 于横断 山脉 地形，多 山地，地形 复杂，是 我国典 型的雷暴 多发 区：。随着 西昌发 射 场发射 试验 任务 的增多，尤其 是 雨 季 发射任务 的实施，为 保 障发射期 间星箭 和 地面设 施 以及 人员 的安全，对 雷电 活动 的监 测
5、 和预报 的要求 就更 高了。其 中对发射 场 区闪电进行有 效的探 测和研究 则成为一 个重要 的 课 题。1 9 9 4年发射场 区组建 了闪 电定 位系统，其作为 发射 场区雷电监 测预警 系统 的一 个 重 收稿 日期：1 9 9 9+0 2 2 5；改 回 日期：1 9 q)6 0 7 本 文得到西 昌卫 星发 射 中心 1 9 9 7年 度顼 研项 目资助 第 一作 者简 介：江 碗华，男 1 9 6 5年 1 2月出 生，高 级工 程师，主 要从 事 天气分 析 和预报 的研究 维普资讯 http:/ 3期 江 晓华 等：西 昌发射 场及 川 西南 地 区 闪 电气 候 研 究
6、要组成部 分，是监测发射 场区雷 电活 动 的主要 手段之一。该系统 可 以连 续地 探测 出最 大 范 围为 6 0 0 k m内发生的大部 分云地 闪。经 过几 年试验，积 累了大 量 的探 测 数据，及 时、准确的监 测数据 和预警资料 为国 内外 卫星 发射任务 提供 了可 靠的决 策依据 。通过对 1 9 9 41 9 9 8年探测 到 的闪 电资料 进行 系统 地分 析，对提 高发射 场 区及川 西南 地 区闪 电气 候规律 的认 识，提 高发 射场 区对流天 气的监测 和预警 的保 障能力 都 具有重 要 的 意 义。另 外，北 京大 学 陶祖 钰 教 授 等 对 我 国 京 津
7、 冀 地 区 闪 电 的 气 候 特 征 曾作 过 较 为 详细 的分析，将 京津冀 地 区的 闪 电气候 特征 与川西 南地 区不 同地 形 条件 的 闪电气候 特 征 进 行 对 比分 析 也是 一 项 有 意 义 的工 作 2资 料 研究所用 的闪 电资料是 S D J D 一 1型 闪电定 位 系统(由西 昌发 射场 装 备，中科 院空 间科 学 与应用研究 中心研 制)在 1 9 9 41 9 9 8年探 测 到 的云 地 闳 资料。该 闪 电 资料(闪 电总 数 6 5 5 2 8次)发 射场 区为极坐标 原点，包括 闪 电发 生时 间、出现方 位、闪电距 离、闪 电强 度(归一化
8、 强度)、回击数 及定 位方 式 和优 化参 数 等。该 系统 的最 大探 测 范 围为 6 0 0 k m。图 1是适 合航 天发射试 验任务需 要 场 区闪电资料 常见显 示 的地 理 区域 和某 一天探 测 的 闪 电显 示 图，图中+、一号 表示探 测的正 闪 和负 闪位置。图 1 发射 场 区闲 电 定位 系统 探 测 区域 F i g I S o u nd i n g r e g i o n o f l i t hi n g o l i e n t e d s y s t em i n L a u nc h i n g s i t e 利用所 分析 的资料，我们 可 制作 出 闪
9、电强度 概率 分布 曲线 图。类似 的，还可 作 出 闪 电回击数、闪 电方位等 概率分 布图和 闪 电强度对 闪 电回击 数 的概率分 布 图。为 了更详细地 分析闪 电情 况，按照 时 间划 分，以逐时 分析 闪 电 的 日变 化 情况，绘 制 日变化 曲线。类似地 相应绘 制 闪电年变化 曲线，以闪 电的 日变化和 年变 化 规律 作为 代表 来 研究 闪电的时间 分布规律。对于 闪 电空 间分 布气候 特征的 分析，则是 将 探测 区域划 分 为 以西 昌发射场 区为 中心，按照不 同方 位(间隔 3 0 )，不 同距离 的 区域，分析 其 闪电空 问 分布情况。另 外，闪电的方位、距
10、离、强度 及 回击 数 的单 位 分别 是度、公 里、千安 和 次。维普资讯 http:/ 3 5 0 高 原 气 象 l 9卷 文 中所用时 间为北京 时。3闪 电概 况 表 1给 出TN 电概况 的基本数 据。从 表 1 可看 出，探测 到 的云地 闪中大部 分是 负闪(占闪电总数 的 9 1 9 )，负 闪 比正 闪约多 l 0倍(正、负 闪 比例 为 1 0 0：9)。负 闪的平 均 回 击 数是 2 6次，正 闪平 均 回击数 为 1 1次，表 明大部分 负 闪中包含 2 O：12 1 的 回击，而正 闪一般 只有 1次 回击。从 正、负闪的平均强 度来看，正 闪比 负闪约强 3 3
11、。从探 测到 的云地 闪最大强 度来看(见表2)，正 闪最 大 强度 为1 6 3 1 k LA，负闪最 大强 表 1闪电 概 况 Tab l e 1 Li g ht i l i n g S u r ve y 维普资讯 http:/ 维普资讯 http:/ 3 5 2 高 原 气 象 1 9卷 4 1 1 闪电的逐 时百分率 和 闪电数的 日变化 研 究 发现，正、负 闪的逐 时 百分 率 趋势基 本 一 致，负 闪百 分率较 大 的 时 间 区间在 1 8：O 00 2：o o，正 闪 百分 率 较大 的时 间 区 间在 l 8：o oo 4：o o，在 1 1：O 01 4：O 0之 间
12、正、负 闪出现的 百分率 很小，其概率 几乎 接 近 0。从平均 闪电数 的 日变化 来看，正闪平均 数 日变 化在 小范 围 内波 动，在 l 8：O 00 3：O 0 之 间正闪数平 均 出现频数相 对高一 些，而 1 1：O 01 4：O 0的 出现频 数 明显 很 小，是一 个 低 值 区。负闪 的 日变 化 比较 明显，其 日变化 幅度大 大高 于 正闪 日变 化幅度，负 闪数 平均 在 l 7：0 00 2：o o处 于 高 峰期，中 午 前 后 则 明 显 处 于 低 谷 期。对 比分析正、负 闪两条 曲线 可以发 现，正、负 闪的 日变 化规 律不 完 全一致。首 先 正 闪数
13、 的 日变化 比负 闪明显 小。另 外，正 闪数 在 2 0：O 0达 到最 大 值，而 负 闪数 则 在 2 2：O 0 才达 到最 大值。正 闪数在 0 3：0 0和 O 8：o ol 0：o o之 间常 有一个 次峰值 区，而 负 闪则 不 明 显。其次，正 闪数 的增 大(平均在 1 5：O 0左 右)较负闪(1 3：O 0左右)晚，而晚上 正闪数的 减 少 又 比负 闪缓慢，表现 出正 闪的 日变化 比负 闪约落后 2 h。上述 正、负闪数 的 日变化差 异 反 映了正闪可能 是在 午后 对 流天气 系统发展 旺盛 或成 熟后才 容易 发展起来，午夜 后 由于 云顶 辐射 冷却 和夜
14、 间行星边 界层 急 流形成 后 对流的再 度发展。4 1 2闪 电 平 均 方 位 的 日变 化 分析 闪 电平均方 位 日变 化曲线可 以发 现：(1)正闪 和 负闪 的平均方 位 日变化 趋 势基 本一 致，主要在 1 0 0 o 2 5 0 之 间波动，即东略偏南 至西南 方 向变化为 主；(2)负 闪的 日平 均方 位 中心轴线是 1 2 8 8。，正闪 则是 l 3 1 1 o；(3)正 闪有 两 个 明显 的 峰值点，分 别是 在 0 7：o o的 2 3 2 4。和 1 6：O 0的 2 3 1 8。；负 闪则 在 0 6：O 0有一个最 大峰值 点 1 9 8 3。，以及 o
15、 9：o o 1 4 6 3。和 l 5：O 0 1 4 1 1 o 的次峰 值点。正闪在 1 2：O 01 4：O 0处 于低谷 区，而负 闪则在 1 1：O 0 l 2：o o趋 于低谷。另 外，从 曲线 变化来看，正 闪平均 方位值要 高于负 闪，说 明 正闪 出现 的方 位一般 常 比负 闪要顺 时针偏 转一定 角度。4 1 3闪 电 平 均 距 离 的 日变化 闪电平均距 离 日变化 曲线与 平均 方位 的 日变 化 曲线形 状 基本 相近。分析 表 明，正、负 闪 平 均 距 离 的 波 形 基 本 一 致。负 闪 平 均 距 离 最 远 在 0 9：O 0(3 5 6 2 k m
16、)，另 外 还 有 两 个 次远距 离点 分别 在 0 5：o o(2 9 6 6 k m)和 1 6：O 0(2 9 7 9 k m)；正 闪平 均 距 离 最远 在 0 9：O 0 (3 1 7 4 k m)，也 有 两 个 次 远 距 离 分 别 在 o 4：O 0(2 8 8 1 k m)和 1 5：o o(3 0 5 5 k m)。这 反 映 了 两个 事实，一 是 反映 了对 流天气 系统常在 后半 夜 开始 移 出发 射 场 区，凌 晨 至上午 远离 发 射 场 区，但仍 在 闪电定位 系统探 测范 围内的事实。二是 l 5：o ol 6：o o存在另外一 个 平均 远距 离点，
17、说 明在 许多情 况下 闪 电还在发 源地 刚刚形 成，处 于发 生 阶段，故 闪 电距离 发 射 场 区相对较 远，但 已进 人 了场 区闪 电定 位系统 的探测 范围的事 实。4 1 4闪 电平 均 强 度 的 日变 化 闪电平 均强度 的 日变 化 曲线 基本上 反 映 了正 闪 比负 闪强 的特 征。从 总体 上 看，正、负 闪强度 日变 化存 在波动 中心，与闪 电百 分率 日变化 曲线对 照分析 发 现，在 正 闪最活 跃 的 1 6：o oO 3：o o之 间，正闪 的 平均 强度相 对 较 小；而在 闪 电不 活跃 的 0 8：O 01 0：O 0之 问，正闪 的强 度较 大，
18、说明正 闪平 均强度 的 日变化 和正 闲平 均次数 的 日变化之 间有近 似 于反位相关 系。负 闲的平 均强度 和平均次数之 间也有 类似 的关系。另外，午 后 l 2：o o1 3：0 0是 正、负闪平均强 度均 很小 的时段，这 反 映 了该 时段 内 闪 维普资讯 http:/ 3期 江 晓华 等：西 昌发射 场 及川 西 南 地 区 闪电 气 候研 究 电一般处 于酝酿 阶段，闪 电数很 少并且很 弱的事 实。4 1 5闪 电 平 均 回击 数 的 日变 化 平 均 回击 数的 日变 化曲线清楚地 说 明负 闪的平均 回击数 大于正 闪的气候概 况。负 闪 的平均 回击 数大部 分
19、在 2 0次 以上，而正 闪 的平 均 回击数 绝 大部分 为 1次。正、负 闪最 小平 均 回击 数基本 上均位 于中午 1 2：O 01 3：0 0之 间。最 大平 均 回击 数的时次，负闪位 于 1 1：0 0(8 5次)，正 闪位 于 O 1：O 0(1 4次)。正闪平 均 回击 数的 日变 化很小，负闪则 日变 化 波 动较 大。4 2闪 电 的 年 变 化 闪电的年 变化特 征可 以利用逐月 闪 电百 分 率 以及 闪 电 数、方位、距 离、强 度 和 回击 数 在 一 年 中 的平 均 变 化 率 来 分 析。4 2 1 闪 电逐 月百分率 和 闪 电数的年 变化 分析 图 3就
20、可 以 比较 容易地发 现闪 电百分 率 和出现次 数的年变 化概况。首先 分析 闪 电的百分 率情 况。从 图中可看 出，正 负闪百分 率 曲线 为左 大 右小 的偏 M 形，正、负闪 完全同位 相，变 化趋势 一致，均存 在百 分率的 一个 主峰 值和 一个 次峰 值。百分 率 的 主峰 值均在 7月，其 中正闪 为 3 5，负闪为 2 7。次峰 值均在 l 0月，都 为 6。从 曲线分 析 发 现，全 年 闪 电 主 要 出 现 在 58月，此 期 间 的 正 闪 占全 年 正 闪 电 的 8 5 负 闪 占 8 4 。另 外，1 1月 至次年 2月期 间的闪电概率 很低，趋 于 0。这
21、 与场 区雷 暴活 动的 年气 候概 率 基本 一致0。分析平均 闪 电数 的年 变化曲线可 知，其 波形 也呈 偏 M形 左大右 小，只是正 闪 波形偏 M形不 明显。正、负 闪也 同位 相。与 闪 电百 分 率 年 分 布 曲线 相 比，趋 势 一致。分 析 发 现，负闪数 明显高 于正 闪数。负闪年变 化大，正 闪年变化 明显小些，且波形平 稳。另外，正、负闪数 均在 7月 存在一 个最 大值，其负 闪最大平 均数为 3 3 9 5 5次，正闪最大平 均数 3 6 2次。而且均在 l 0月 份存 在 一 个 次 峰值，其平 均负 闪数 为 7 1 9次，平均 正 闪 数 6 3 5 次。
22、58月 闪电数 占全年 闪电数均约 为 8 4。1 1月至伏年 2月闪 电数微乎 其微。从 上述分 析可见，闪 电数 出现 的季节 性很强，主要 出现在雨 季 58月。与场 区雷 暴 活动 的年气 候规律 也 基本一致。4 2 2闪 电平 均方位、距 离和强度 的年变化分 析(1)根据 闪电百分 率 的年变 化 曲线 规律，1 1月 至次 年 2月 闪 电概率 微 乎 其微，故 此期 间没有 必要进行 平 均方位 的分 析。从 正、负 闪平 均方 位年 变 化曲线 来看，负 闪平 均 方位大多数 隋况 下 大 于 正 闪。两 条 正、负 闪平 均 方 位 年 变化 曲线 趋 势 一致，基 本
23、同位 相，且均呈元 宝 形，有 三个 峰值 和二个低 谷值。其 中负 闪 峰值 分 别位 于 3月(1 6 3 1。)、6 月(1 5 4 1。)和 1 O月(1 4 5 7。)；低谷值 位 于 4月(9 7 5 o)和 7月(1 1 8 9。)。正 闪峰 值位 于 3 月(1 4 I 4。)、6月(1 4 3 2。)和 9月(I 5 3 8 o)；低谷 值 位于 4月(1 2 5 6 o)和 7月(1 1 5 6。)。负 闪平 均方位 的中心轴 线是 1 3 7 4。正闪平均 方位 中心轴 线是 1 3 8 6 o。(2)类 似于平 均方位 的年变化，I 1 月 至 次年 2月 闪电没 有必
24、要 进 行平 均距 离 的 分 析。从 正、负闪平 均 距离年 变化 曲线 图来 看，负 闪平 均距 离 大多 数 情况 下 略 大 于正 闪。两条正、负 闪平均距 离年变 化曲线趋 势也基本 一 致，呈 同位 相，而且均呈 倒 M 形，有三 李建 云，覃 志年，江 晓华等西昌 发射插 气 象要 素手册西 昌：西 昌卫 星发 射 中心，1 9 9 t 维普资讯 http:/ 3 5 4 高 原 气 象 1 9卷 个峰值 和二个低谷值。其 中负 闪峰值 分别 位 于 3月(2 9 1 1 k m)、6月(2 6 1 9 k m)和 l 0月(2 4 2 1 k m)；低谷 值分别位 于 4月(2
25、 5 0 9 k m)和 9月(2 0 8 3 k m)。正 闪峰值分别 位于 3月(3 1 6 9 k m)、5月(2 7 3 1 k in)和 l 0月(2 6 8 0 k m)；低 谷值分 别位于 4月(2 2 4 6 k m)和 9月(1 1 9 8 k m)。负闪平 均距 离的中心 轴线是 2 4 9 9 k m，正闪平 均距离 中心轴线是 2 3 5 1 k m。闪电围绕 此轴线远 近波动 出现。上述 平均 距离 的峰值 和低谷 值说 明，3月份 是闪 电平均距离 最远 的，9月份是 闪 电平 均距 离最 近的。这 可能反 映 了一 个 事实，3月 份是 每年 闪 电 出现的初期，
26、是 每 年对 流 天 气刚 刚出现的阶段，一般 对流都距 离场 区 比较 远；而 9月 份则是 每 年 闪电活动 临近 结束 期，对流活动开始 减 弱，只有 距离 场 区 比较近 的闪电活 动才能探 测到。(3)类似 的，l 1月 至次年 2月 期 间也 设有 必要 进 行 闳 电平均 强 度 的分 析。从 正、负 闪平均 强度年变化 曲线 图来看，正 闲平均 强度 明显大于 负闪。两 条 闪 电平均 强度 年变 化 曲线趋 势也一致，基本 同位 相，呈“山 字形，其 中负 闪有 三个 峰值 和二 个低 谷值，正 闪则有两 蜂两谷。负 闪峰值 分别 位于 4月(2 3 2 k A)、7月(2
27、5 3 k A)和 l 0月(2 2 5 k A)；低谷值分 别位于 5月(2 2 1 k A)和 9月(2 0 4 k A)。正 闪峰值 分别位 于 7月(3 8 6 k A)和 1 0 月(2 8 6 k A)；低 谷值分 别 位于 3月(1 6 3 k A)和 9月(2 1 1 k A)。负闪平均 强度 的 中心轴 线是 2 4 9 k A，正 闪平均 强度 中心轴线是 2 7 5 k A。闪 电强度 围绕此轴线 波动。由上 面平均强 度的峰 值 和低 谷值说 明，正 闪平均 强 度 常大 于负 闪平 均 强度。7月 份 闪 电平均 强度最大，3月份正 闪平 均 强度最小，9月 份负闪平
28、均 强度 最小。这可能反 映了 几个事 实：第一，7月份 是闪 电最 活跃 并且 强度 最 强 的月 份。第 二，正 闪一般 是在 对 流 天气发展 比较 成熟 后 才容易 出现，3月 份是 每 年闪 电出现 的初 期，是对 流 天气剐 刚 出现 的阶段，一般对 流 天气 系统 都 比较 弱，故 3月份正 闪最弱。第三，9月 份是每年 闪电活动 临 近结 束期，对 流活动 开始减 弱，故 负闪强度 明显 减弱。4 2 3闪电平 均回击数 的年变 化 同样，l 1 月 至次年 2月期间也 没有必要 进行 闪 电平 均 回击 数 的分析。从 闪电平均 回 击数的 年变化曲线 图来 看，负 闪 回击
29、数 明显大 于正 闪 回击数，这 与闪 电的 日变 化和月 变 化 结 果 一 致。正 闪平均 回击数 年变 化 幅度 小，在 1 01 2次 之 间波 动；负 闪则 变化较 大，在 1 9 2 8次之间变 化。闪电平均 回击数 的中心轴线正 闪为 l 1次，负闪为 2 5次。5 闪 电 的空 间 分 布 闪电 的空间分 布规律 可 以用 闪 电随方 位、距 离分布 的气候 规律来 分 析。图 4为闪 电 随方位 变化 的特征 曲线 图，图 5为反 映闪 电随距 离变化 的特征 曲线 图。5 1闪电随方位的 分布 闪电随方位 分布 的特征可 以用不 同方 位 的闪 电百 分 率、闪 电数、平均
30、距 离、平 均强 度 以及平 均 回击数 随方 位的变化来 表示。5 1 1不 同方位 的闪电数分 布及百 分率 从 图 4可 以 比较清 楚 地分 析 闪 电随方位 的分 布 变化 情 况。图中方 位 等级 以 0。为 起 点，单位 间隔 3 0。维普资讯 http:/ 维普资讯 http:/ 3 5 6 高 原 气 象 9卷 2 7 7 5 k m，3 3 0 o 3 6 0 方 向；负闪，2 7 0 1 k m，1 8 0 o 2 1 0 o 方 向。闪 电平 均距离 随方位 变 化 的最近距离 及对应 的方 位 分 别 是：正 闪，1 8 6 6 k m，1 5 0。1 8 0 方 向
31、；负 闪，2 0 9 5 k m，1 5 0 1 8 0 方 向。以上分 析表 明，在大多 数方位 上 负闪平均距 离大 于 正闪，这与 负闪先 于正 闪发 展有 关。5 1 3不 同方位 的闪 电平 均强度特 征 研究发现，在绝大 多数方 位 上，正 闪平 均强 度 大 于 负 闪，只有 在 3 3 0。3 6 0。方位 反 之。两组强度 均呈 高低起 伏变 化，正 闪均 强 围绕 2 8 2 k A的 中心 轴 在 1 7 73 8 3 k A之 间变化，负闪均强 围绕 2 2 5 k A的中心轴在 1 5 92 7 4 k A之 间变化。研究还发 现，正 闪在 3 0。1 2 0。方位
32、均强较 大，在 1 8 0。2 4 0 方位 的均 强也较 大，最 大 均强方 位位 于 9 0 1 2 0 o 之 间，达 到 3 8 3 k A。正 闪在 3 0 0 3 0 方位均 强较 小，最小 均 强位 于 3 3 0 o 3 6 o。之 间，达到 1 7 7 k A。负闪在 3 0 o 1 2 0。和 1 8 0 2 7 0。方位 均强较 大，最 大均 强方位位 于 6 0。9 0 o 之 间，达到 2 7 4 k A。负 闪 在 3 3 0 一3 0 和 1 2 0 1 8 0。方位均 强较 小，最 小均强位 于 1 2 0。1 5 0。方位，达 到 1 5 9 k A。上述分
33、析说 明 了一个 事实，太多 数闪 电从场 区西 北方 向生成，移 至场 区东北 方 向时 达 到旺盛，而后 减弱 向场 区东南 方 向移 出。而 正 闪强度 生消 史 则相对 负闪 晚数小 时，方 位 相 对要 顺 时 针 落 后 3 0 6 0 左 右。5 1 4不 同 方位 的 闪 电 平 均 回 击 数 特 征 分析 发现，在 各个 方位上 负闪平 均回击数 均 明显大 于正 闪。而且，正 闪平 均 回击 数 随方 位变 化 的幅度 小，主要 围绕 1 0次中心轴略微 波 动。负闪平 均 回击数 则随着 方位 的 变化 而变 化较大，主 要 围绕 2 5次 的 中心 轴起 伏，其最 大
34、平 均 回 击数 为 3 0次，最 小 平 均 回击数 为 1 9次。另 外，负闪平均 回击 数在 6 0。一9 0 和 1 8 0 2 1 0。方位 的次数较 多，在 1 5 0 一1 8 0 方 位 则 明 显 的少。5 2闪电随距离 的分布 闪电随距离分 布 的特 征可 以用 不 同距 离 的闪 电 百分率、平均 闪电数、平均 距 离、平 均强度及平 均 回击 数随距 离 的变化来 研究。需 要说 明 的是，距 离档 8 k m 和 4 0 k m是任 务 期间雷 电活动 预警 的两个 警戒距离，是 为了满足航 天发射 试验任 务 的需要所设 置 的。5 2 1 不 同距离 的 闪电数分
35、 布及 百分率 研究发 现，3 0 0 k m以外 的闪电百分率 占闪 电总百分 率的 太部分，此 区 间闪电 百分率 正 闪为 4 1 ，负闪为 5 8。在 3 O 0 k m以内，正、负闪百分率 趋势基 本一致，均在 小范 围 内 平 稳 波 动，并 且 正 闪 百 分 率 略 大 于 负 闪。在 这 段 区 间 内，正 闪 百 分 率 的 中心 轴 为 8 4 ，负闪为 6。另外，3 0 0 k m内正闪百分率较 大 的 区间在 04 0 k m和 2 5 0 k m 以远，负闪百分 率较 大的 区间在 2 0 0 k m以远。3 0 0 k m 内闪 电百分 率最 大 的距 离档 分别
36、 出现 在 正闪为 8 4 0 k m，负 闪为 2 5 03 0 0 k m；3 0 0 k m 内闪 电百分 率最 小 的距 离档 分别 出现在 正闪为 1 0 01 5 0 k m，负闪为 08 k m。分 析表 明，3 0 0 k m以远 的 负闪百 分率 大 于正 闪，3 0 0 k m以内则正 闪百分率 略大于 负闪。分 析还发 现，第 一，3 0 0 k m以远 的闪 电数 占闪 电总数 的大 部分，并且 负 闪数 明显 大 于正 闪数。第二，3 0 0 k m以 内，两条 闪电数 随不 同距 离变 化 的曲线 均 比较平稳 波动，变 化幅 度小，而 且负 闪数也 明显 太 于正
37、 闪数。第 三，3 0 0 k m 以 内闪 电数 中心 轴 正 闪约 为 维普资讯 http:/ 3期 江 跷华 等：西昌 发射 场 及J il 西南 地 区 闪 电气 候研 究 3 5 7 4 4 4次，负闪 约为 3 5 9 5次。第 四，3 0 0 k m以 内，闪电数较 多 的区间正 闪位 于 04 0 k m和 2 5 0 k m 以远，负 闪则 出现 在 2 0 0 k r n以远；闪电数 最多 的区 间正闪 出现在 8 4 0 k m，负闪 出现在 2 5 0 3 0 0 k m；闪电数最 少的区 间正、负闪均 出现在 1 0 01 5 0 k m。这些分 析表明，各个 不同距
38、离 档 内负闪数 大于 正闪数。5 2 2不 同距 离 的闪 电平均 方位、强 度及 回击 数特征(1)两条 闪 电平均 方位 随距 离变化 曲线 的起 伏 幅度均 较小。除 了 84 o k m档 外，其它不 同距 离 档 的正 闪平均方位 均略大于 负闪。其 中心 轴分别 是 正 闪为 1 3 1 5。，负 闪为 1 2 5 7。另外 不 同距 离档 闪电 出现 的最 大平 均方 位分别 是正 闪为 2 5 03 0 0 k m的 1 4 9 5。，负 闪为 2 5 0 3 0 0 k m的 1 4 6 3。；不 同距 离档 闪电 出现 的最小平 均方位分 别是：正 闪为 8 4 0 k
39、m 的 1 0 4 6。，负 闪 为 8 k m 内 的 1 1 0 5。这 些 分析 说 明，除 了 84 o k m档 外，其 它不 同距离 档 的正 闪平 均方位 均 略大 于 负 闪。(2)不 同距 离档 的正 闪均 强大 于负 闪。正闪 均 强随距 离 分 布的 变化 幅度 较大，负 闪均 强随距 离 变化 的幅度 较小。随着 距 离 的 变化，闪 电均 强最强 的距 离 出现在 正 闪 为 1 5 0 2 0 0 k m，均强 3 6 3 k A；负闪则 出现 在 3 0 0 k m以远，均 强达 2 4 8 k A。另外，随着距 离 的不同，闪电平均强 度最弱 的距 离均 出现在
40、 84 0 k m 内，其 均强 正 闪达 1 6 9 k A，负 闪达 1 0 9 k A。这些 分析充分证 明，不 同距 离 档的正 闪平均强 度大于 负闪。(3)不 同距离 的负 闪平均 回击 数 明显 大 于正 闪。不 同距 离 的 正闪平 均 回击 数起 伏 微 弱，基本上 平稳，趋 于 1 0次平 均回击数；而负闪则 略有波 动，围绕着 2 7次的 中心 轴 在 2 53 0次之 间变化。晟大平均 回击 数 出现 的距 离 档 均位 于 84 0 k m 内，并且 正 闪 最大平 均回击数 为 1 2次，负 闪最 大平均 回击 数 为 3 0次。另外，最小 平均 回击 数 出现 的
41、距离 档略有 不 同，正闪 出现在 1 0 0 k m以外，数 值达 1 0次；负闪 最小 平均 回击数 则 出 现在 8 k m 内和 3 0 0 k m以远，数值达 到 2 5次。以上 数据 分 析表 明，不 同距离 的平 均 回 击 数负 闪明显 大于正 闪。5 3闪 电 的 常 见 区域 综合 上 面两小 节的分析，研 究交 闪电 的历史 回放记 录 可以发现，场 区及 川 西南地 区 闪电的常见 区域 主要集 中在 以下 五个 区域：第一 区域 在冕宁、西 昌一线，即在雅砻 江 中段 和 安 宁河 流 域 之间，与 安宁河 走 向 基 本 一 致。第二 区域 在九龙、理塘附 近，即雅
42、砻江 西北 段和九 龙河 流域。第三区域 在木里、盐 源附 近至攀枝花 之 间 区域，亦 即在锦 屏 山 以西、金沙 江南 段 以 北 区域。第 四区域 在甘洛、峨边 以及北 至大渡河 之 间流 域。第五区域 在雷波、美姑及 以东地 区，与小相 蛉、大 凉 山(东北 一 西南)走向基本 一致。从 回放 闪电与天气 系统相结合 等情 况综 合研究 发现，影 响西 昌发射 场 区的闪 电 主要 发源地 位于 第一、二、三区域。从气候概 率分 布来 看，闪 电出现频 繁 的方位 主要 出 现在 发射 场区东北、东南 和西南三个方 位。维普资讯 http:/ 高 原 气 象 1 9卷 6闪电的强度 和
43、 回击 数分 布 6 1闪 电的 强 度 分 布 釜 哲 g 乎*隶 虹 L 捌 鞭 牛 t 霉 牛 1 2 3 4 5 6 强 度 辱 鹱 图 6 闪 电 随强 度 分布 的特 征 曲线 其亲 说 明 同匿 2 Fi g6 The s a me且 5 F i g2bu tf o r s t r e n g t h d i s t r i b u tio n 闪电 的强度分 布规 律可 以用 不 同强 度等 级 的闪电百 分率 和闪 电数、平均 方 位、平 均 距离随强 度 的变化来分 析和描述。图 6是 描 述 闪电随强度分 布 的特 征 曲线 图，图中强 度 等级 以 3 0 k A为单位
44、 间 隔。6 1 1 不 同强 度 等级 的 闪电 百分 率 和 闪 电 数分布 特征 分析 表 明，正、负 闪在不 同强度 等 级 上 的百 分 率 曲线 趋 势 是 一致 的，并 且 位 相 相 同，两条 曲 线 近 于 重 合。随 着 强 度 的增 加，闪电百分 率 明显 降低。而 大多数 闪电主要集 中在 低强 度 等级 内，其 中 6 0 k A强 度 范围 内 的 正、负 闪 电 百 分 率 均 约 占 总 百 分 率 的 8 9 。从 闪电百分率最 大 的强度 等级 来看，正 闪 最 大 百 分 率 位 于 3 0 k A范 围 内，达 5 9；负 闪最 大 百 分率 位 于 3
45、 0 k A范 围 内，达 6 3。这些 分 析表 明，大多数 闪 电主要集 中 在 6 0 k A强 度 范 围 内。分 析闪 电数 随强 度的 分布规 律发 现，在 不 同强 度等级 上负闪数 均 大于正 闪数，尤其 在 低强 度等级 范围更是 明显。而负闪数 随着 强度 的增 强而 明显减少，正 闪数 这种变化趋 势则不 明显，正 闪数 随 着强度 的增 加 总体趋 势是减少 的，但 变化 幅度显 然不如 负闪数 的变化 幅 度大。类 似 的，大多数 闪 电数集 中在 强度等级 较低 的区间 内。这表 明大多数 闪 电主要 集 中在闪 电强 度较 弱的范围 内。6 1 2不 同强 度等级
46、 的闪电平均 方位 及距离 的分布特 征 首先，闪电平均 方位在 中低强 度等级 范围 内演 变趋 势 基本一 致，在 高强 度等 级 范围 内则 明显 反相。其次，在 中低 强度等级 范围 内正 闪平 均方位 数值 略 大于 负闪，在高 强度 等级 范 围内负 闪平均 方位 数 值 则 明显大 于 正 闪。从 闪 电平 均 方 位 随强 度 变化 的极 值来 看，正 闪平 均方位最 大值 1 4 6 1。出现在 03 k A范围 内，最 小值 5 7 o o 出现 在 1 5 01 8 0 k A 范围内；负 闪平均 方位最大值 1 7 3 8。出现在 1 5 01 8 0 k A范 围 内
47、，最 小 值 1 2 0 0。出现在 3 06 0 k A范 围内。另 外，在 闪电 占大 多 数 的 中低 强度 等 级 范 围 内，闪 电的平 均 方位 随 强度 的变化较 小。这些 分析表 明，从 总体趋 势 上来看，正 闪平 均 方位 随强度 等 级变 化 的 幅度 明显 大 于 负 闪。分析发 现，闪 电平均 距 离在 中低强 度等级 范围 内演 变趋势 基本 一致，在高 强度等 级 范围内则 明显不 一致，位相相反。在 中低强 度 等级 范 围 内，正、负闪平 均距 离数 值 基 本 维普资讯 http:/ 3期 江 晓华 等：西 昌发 射场 及川 西南 地 区 闪电 气候 研 究
48、 3 5 9 接近；在高 强度等 级范 围 内，负 闪平 均距离 的数 值 明显大 于正 闪的平 均距 离数 值。从 闪 电平均 距离 随强度 变化的极值 来看，正 闪平 均距 离最 大值 2 4 1 4 k m 出现在 03 0 k A范 围内，最小值 9 9 0 k m出现在 1 2 01 5 0 k A范围 内；负闪 平均距 离 最大 值 3 0 2 9 k m 出现 在 1 2 01 5 0 k A范围 内，最小值 2 3 0 8 k m出现 在 3 06 0 k A范 围 内。另外，在 闪电 占大 多数 的中低 强度等 级范 围内，闪电 的平均距 离 随强度 的变化 较小。这 些分析
49、 表 明，从 总 体趋势上 来 看，正 闪平均距 离随强度 等级变 化 的幅度 明 显 大于 负 闪，闪电越 强，负 闪平 均距 离 越明 显大于正 闪平均距 离。6 2闪 电 的 回 击 数 分 布 闪电 的 回击数 分布可 以用不同 回击 数的 3 O 0 O O 闪电 百 分 率 和 闪 电数、平 均 方 位、平 均 距 赫 2 0 0 0 0 离、平均强度随回击数的变化来分析。图7 蓦1 0 0 0 0 是 描述 闪 电随着 回击数 分布 的特 征 曲线 图。6 2 I 不 同 回击 数 的闪 电百 分 率和 闪电 数 分 布特 征 分 析不 同 回击数 的闪电 百分率 分布情 况 发
50、现，正 闪 的绝 大多 数 回击数 为 1次，其 比 例达 卯 。正 闪最 大 回击 数 为 8次。负 闪 回击 数 4 7 为 1次，2 0 为 2次，1次 到 3 *证 a 牝 开 次 回击数 的负闪 比例达到 7 8。另外，正 闪 j 随 回击数 变化的 幅度 大，负 闪则小。负 闪 回 击 数分 布范 围要 比正闪宽 广。分析 闪 电数 随 回击 数 的变化 情 况 发 现，不同回击数 的负闪数均明显大于正闪数。负 蠡 闪随 回击 数 变化 的幅度也 明显 高于正 闪。随 着 回击 数 的提 高，闪 电数 明显 减少。负 闪 回 击数 主要集 中在 I 一8次范 围内，正 闪则 在 1