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累计单位时次内的地闪频次和雷电流幅值的数据统计分析及R实现

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累计单位时次内的地闪频次和雷电流幅值的数据统计分析及R实现

第35届中国气象学会年会

作者：王秀英王军欧建芳黄志凤青海省气象灾害防御技术中心

为探究地域范围内云地闪电后1小时内的地闪频次与对应小时内平均雷电流幅值的关系,更加直观地展示地闪频次与雷电流幅值的相关关系,利用2013-2017年西宁市辖区云地闪数据,进行数据处理、分析,通过R语言实现统计分析在闪电定位监测数据... 详细信息

为探究地域范围内云地闪电后1小时内的地闪频次与对应小时内平均雷电流幅值的关系,更加直观地展示地闪频次与雷电流幅值的相关关系,利用2013-2017年西宁市辖区云地闪数据,进行数据处理、分析,通过R语言实现统计分析在闪电定位监测数据中的应用,运用R实现地闪频次和雷电流幅值可视化。结果表明,累计时次内的地闪频次和雷电流幅时最大值具有显著的正相关,相关系数为0.856,并通过了Pearson相关性检验;拟合的回归模型能够解释雷电流幅值时最大值73%的方差,计算结果显示回归模型通过了回归参数检验与回归方程检验。

关键词：雷电流幅值地闪频次统计分析 R语言

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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包头市雷电活动特征分析

农业灾害研究 2024年第7期14卷 311-313页

作者：张慧王春晖内蒙古自治区包头市气象局内蒙古包头014000

选取包头市国家气象观测站雷暴日观测资料和闪电定位监测资料对包头市雷电活动变化进行分析。雷暴日观测资料选取的是包头市1978—2013年7个国家气象观测站的数据,运用常规数据统计、气候倾向率等方法,对包头市雷暴日数的时空分布特征... 详细信息

选取包头市国家气象观测站雷暴日观测资料和闪电定位监测资料对包头市雷电活动变化进行分析。雷暴日观测资料选取的是包头市1978—2013年7个国家气象观测站的数据,运用常规数据统计、气候倾向率等方法,对包头市雷暴日数的时空分布特征进行分析。结果表明:近36年包头市雷暴日数总体呈波动减少趋势,其气候倾向率为2.71 d/10年,即每10年雷暴日数减少2.71 d。利用2014—2020年包头地区的闪电(地闪)探测资料进行分析,发现2014—2020年负地闪所占比例为92.46%,平均电流强度为-24.15 kA;正地闪所占比例为7.54%,平均电流强度为51.28 kA。地闪活动主要发生在每年6—9月,约占全年地闪总次数的97.9%,且集中在15:00~19:00。

关键词：雷电雷暴日数初终日地闪频次

不同时间尺度下福建省地闪频次同大气污染物浓度间的相关性研究

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环境生态学 2021年第7期3卷 42-48,102页

作者：毛颖应达刘隽郑君亮福建省气象灾害防御技术中心福建福州350008

本研究利用2017—2018年福建省9个设区城市的地闪资料和环境监测数据,开展了逐季节与逐月份时间尺度下,福建省地闪频次及同大气污染物浓度[包括:二氧化硫(SO_(2))、二氧化氮(NO_(2))、直径小于等于2.5μm、10μm的颗粒物(PM 2.5与PM 10... 详细信息

本研究利用2017—2018年福建省9个设区城市的地闪资料和环境监测数据,开展了逐季节与逐月份时间尺度下,福建省地闪频次及同大气污染物浓度[包括:二氧化硫(SO_(2))、二氧化氮(NO_(2))、直径小于等于2.5μm、10μm的颗粒物(PM 2.5与PM 10)、臭氧(O_(3))和一氧化碳(CO)]的相关性分析,并筛选出2个人为因素影响较小的环境监测站点,从中选取4个有效雷电天气作为个例,用以探讨地闪发生过程中各大气污染物浓度的逐小时变化趋势。不仅如此,本研究还尝试分析地闪频次与大气污染物浓度间的潜在影响机制。结果表明:福建省地闪频次夏季高、冬季低,在5—9月地闪活动最为活跃,且负地闪频次普遍高于正地闪频次。此外,在季节与月份的时间尺度下,因雷电活动常伴随着降水的湿清除作用,使得地闪频次与PM 2.5、NO_(2)、PM 10、SO_(2)、CO呈负相关,而地闪频次同O_(3)呈正相关则可能由于大气中的电解与光解反应效应叠加大于湿清除作用所导致。在雷电天气个例分析中,并未发现NO_(2)、SO_(2)与CO的浓度变化规律,这或与降水湿清除作用的强弱差异以及在短时间、小面积内无法被立即监测站记录有关。此外,O_(3)在地闪发生过程中呈现逐渐下降的变化趋势,可能因地闪天气伴随着光照强度降低,空气中的光化学反应条件不充分所导致。

关键词：地闪频次大气污染物时间尺度相关性

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福建省地闪时空分布特征分析

自然灾害学报 2013年第4期22卷 213-221页

作者：冯真祯曾金全张烨方王颖波福建省防雷中心福建福州350001

为了给防雷减灾工作提供必要的参考依据，以福建省2007—2011年闪电监测资料及ASTERGDEM高程数据为基础，运用数理统计方法并结合SURFER及ARCGIS软件，详细分析了福建省地闪的时空分布特征。研究表明：正／负地闪活动均在8月最为强烈，... 详细信息

为了给防雷减灾工作提供必要的参考依据，以福建省2007—2011年闪电监测资料及ASTERGDEM高程数据为基础，运用数理统计方法并结合SURFER及ARCGIS软件，详细分析了福建省地闪的时空分布特征。研究表明：正／负地闪活动均在8月最为强烈，负地闪主要集中在5～9月，正地闪在12～3月发生概率较高；一天中，负地闪在13：00—20：00发生最为频繁，正地闪迟于负地闪，并在凌晨存在一小高峰；正地闪强度中位数呈现较为显著的月变化，负地闪则不明显；一天中各时段都以0—37．5kA的地闪为主，但任何时段都可能发生强地闪；地闪密度分布受地形影响较大，受流域分布影响小，地闪密集地带多处于丘陵与平原交接地带；地闪强度中位数在沿海海岛较大；正／负地闪密度及正地闪强度中位数与海拔存在着非线性关系，负地闪强度中位数随海拔变化不明显。

关键词：地闪频次地闪密度地闪强度中位数时间变化空间分布海拔

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包含三次降雹的雹暴过程地闪活动特征分析

气象学报 2020年第1期78卷 101-115页

作者：韩颂雨郑栋张义军罗昌荣浙江省气象信息网络中心杭州310001 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200433 海峡气象开放实验室厦门361012

为研究雹暴的地闪活动特征,利用地闪资料与3组双雷达探测资料反演的风场,对包含3次降雹的一次雹暴过程的地闪活动特征及其与雹暴动力、微物理条件的关系进行了分析与讨论.主要结果为:(1)整个雹暴过程中发生了3次持续降雹事件,并伴随着3... 详细信息

为研究雹暴的地闪活动特征,利用地闪资料与3组双雷达探测资料反演的风场,对包含3次降雹的一次雹暴过程的地闪活动特征及其与雹暴动力、微物理条件的关系进行了分析与讨论.主要结果为:(1)整个雹暴过程中发生了3次持续降雹事件,并伴随着3次地闪活动出现峰值,在降雹前地闪频次均有跃增现象.降雹开始后,地闪频次均迅速减少.(2)整个雹暴过程中对应地闪接地位置的0℃层、-20℃层高度的垂直速度范围分别集中在-2-2 m/s和-10-10 m/s.但3次降雹时段的地闪接地位置分别对应-20℃层高度的强下沉气流区附近、强上升与下沉气流区的交界区和弱的下沉气流区.(3)选取的雹暴内最大反射率(Zmax)、-20℃层高度最大反射率(Zmax_-20℃)、-20℃层高度大于40 dBz格点数(Sum(Z-20℃>40 dBz))3个雷达回波参量与地闪频次变化趋势一致,其相关系数分别为0.64、0.64、0.76.选取的对应地闪接地位置-20℃层高度的最大垂直速度绝对值(|W|max-20℃)和-20℃层高度以上垂直速度绝对值大于5 m/s的体积(|V|5 m/s↑-20℃)两个垂直速度参量与地闪频次成正比,且阶段最大值与地闪频次阶段最大值对应,相关系数分别为0.72、0.65.综合考虑动力和微物理影响的可降冰质量通量(F)与地闪频次的相关最显著,相关系数达0.85.整个雹暴过程发展最旺盛的第2次降雹阶段的地闪频次较低,推测强动力过程作用下的电荷结构特征不利于地闪发生.但动力过程在整个雹暴过程中具有正向支配作用,上升气流变化超前于冰晶质量和闪电频次变化,影响着雷达回波变化.

关键词：冰雹雹暴地闪地闪频次双雷达风场反演垂直速度

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强对流天气雷达回波与闪电特征的个例分析

气象科学 2009年第3期29卷 403-407页

作者：杨超肖稳安冯民学焦圣明焦雪南京信息工程大学南京210044 江苏省防雷中心南京210008 江苏省气象科学科研所南京210008

利用闪电定位资料和多普勒天气雷达强度产品,分析了2006年6月22日发生在南京西南140km处的一次强对流天气过程中闪电的演变特征及其与回波强度的关系。结果表明,地闪多发生于雷暴云中回波强度大于40dBz且回波强度梯度较大的区域;正、负... 详细信息

利用闪电定位资料和多普勒天气雷达强度产品,分析了2006年6月22日发生在南京西南140km处的一次强对流天气过程中闪电的演变特征及其与回波强度的关系。结果表明,地闪多发生于雷暴云中回波强度大于40dBz且回波强度梯度较大的区域;正、负地闪频次在强对流系统发展的不同阶段呈现出不同的特点,负地闪占总闪数的90%以上,正地闪出现在系统进入成熟阶段之后,且占总闪的比例在系统消散阶段明显增大;地闪强度越大,相应的地闪频次越小,除少数弱闪(|I|<10kA)外,二者基本上呈反相位关系。

关键词：正、负地闪地闪频次回波强度

基于雷电监测数据的输电线路雷击跳闸率计算关键参数研究

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基于雷电监测数据的输电线路雷击跳闸率计算关键参数研究

作者：黄飞鹏华中科技大学

学位级别：硕士

目前,雷击仍然是造成输电线路跳闸的首要原因,降低输电线路的雷击跳闸率、建立健全电网防雷体系对提高电力系统的稳定性具有重要的作用。准确地计算输电线路的雷击跳闸率既能够分析尚在设计阶段的输电线路走廊规划、杆塔选型是否合理,... 详细信息

目前,雷击仍然是造成输电线路跳闸的首要原因,降低输电线路的雷击跳闸率、建立健全电网防雷体系对提高电力系统的稳定性具有重要的作用。准确地计算输电线路的雷击跳闸率既能够分析尚在设计阶段的输电线路走廊规划、杆塔选型是否合理,还能够研究已投运线路的防雷薄弱点,指导其进行防雷改造。工程上常用的输电线路反击和绕击跳闸率计算公式均涉及线路每百公里·年遭受雷击的次数、雷电流幅值概率分布等参数。近年来,防雷计算的众多研究主要集中如何更加准确计算杆塔的反击耐雷水平和利用改进的电气几何模型计算绕击的概率,而计算中其他参数仍然使用规程法中根据个别地区的雷电活动数据总结的经验公式,给雷击跳闸率的计算带来了较大的误差。近年来,电网建立了以雷电定位系统为代表新型的雷电监测系统,大大提高了雷电活动监测的探测精度和探测效率。这些系统经过多年的运行已经逐步积累了海量的雷电活动监测数据,本文主要围绕如何利用现有的雷电监测系统的数据更加准确地计算输电线路因雷击跳闸的概率展开,对包括地闪频次分布、雷电流幅值概率分布、引雷宽度、击杆率在内的四个雷击跳闸率计算关键参数进行研究,其中前两个参数对反击和绕击跳闸率的计算均有影响,而引雷宽度、击杆率仅对反击跳闸率的计算有影响。首先,本文以海南电网雷电定位系统的数据为基础,研究海南地区地闪频次不同的时间跨度(年、月、日)的分布规律,从海南地区东、南、西、北的四个方位中选取四个地区对其地闪频次的时间分布规律的异同进行分析。另外,对海南地区地闪密度的空间分布规律进行总结,指出该地区雷电活动最为活跃的区域,研究该地区地闪密度与雷暴日之间的关系。其次,基于海南电网雷电定位系统的数据研究海南地区雷电流幅值的概率分布,将其与常用的规程法推荐公式对比,分析海南地区雷电流累积概率分布与规程法推荐公式之间的差别。另外,本文还选择合适的拟合形式,拟合出用于雷击跳闸率计算的海南地区雷电流幅值累积概率公式。第三,介绍根据雷电监测系统的数据计算引雷宽度的思路,将使用雷电监测数据计算得到的引雷宽度与规程法计算的结果进行对比。基于电气几何模型提出考虑雷电流幅值概率分布及其他因素的引雷宽度计算方法,将该方法的计算结果与规程法、海南电网输电线路实测引雷宽度、其他文献的实测引雷宽度等数据进行对比,校验该计算方法的准确度。第四,基于电气几何模型研究击杆率的计算方法,考虑雷电流幅值概率分布、线路走廊的地面倾角等因素,并将理论计算的结果与海南电网输电线路的实测击杆率进行对比,分析理论计算的合理性。另外,本文还在ATP-EMTP中建立线路反击耐雷水平分析模型,研究雷击点距离杆塔的远近对杆塔耐雷水平的影响,指出传统反击计算中只考虑雷击杆塔及附近的雷击次数的不合理。

关键词：雷电监测数据雷击跳闸率地闪频次雷电流幅值概率分布引雷宽度击杆率

2011-2021年安徽省闪电时空分布特征分析

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沙漠与绿洲气象 2022年第5期16卷 110-117页

作者：鞠晓雨王凯朱浩安徽省气象灾害防御技术中心安徽合肥230031 淮河流域气象中心安徽合肥230031

利用2011—2021年安徽省地闪资料,对全省闪电时空分布特征进行统计分析。结果表明:负地闪为安徽省地闪主要类型,占地闪总数的94.02%,每年5—9月是闪电活动高发期,8月闪电频次最大,但地闪回击电流峰值最小,正地闪比例随总地闪发生次数的... 详细信息

利用2011—2021年安徽省地闪资料,对全省闪电时空分布特征进行统计分析。结果表明:负地闪为安徽省地闪主要类型,占地闪总数的94.02%,每年5—9月是闪电活动高发期,8月闪电频次最大,但地闪回击电流峰值最小,正地闪比例随总地闪发生次数的减少而增多。日变化特征中,闪电多发时段为14—19时,与强对流天气活跃时段对应,平均地闪回击电流峰值波动相对较小,最大值出现在06时。全省地闪平均密度为1.72次/(km2·a),空间分布呈南高北低特征,与地闪回击电流峰值分布大致相反。对安徽省总地闪频次进行主成分分析表明,前5个特征向量累计方差贡献达到90.05%,能够全面反映安徽省闪电整体异常结构,全省闪电活动及频次变化趋势基本一致,但南北存在明显差异,空间分布型可划分为全省一致型、大别山区型、江淮东部型、江南江北型和沿淮型,安徽省南部地区的水汽条件、热力条件和触发机制均优于北部地区,更易发生雷暴等强对流天气。

关键词：地闪频次地闪回击电流峰值时空特征 EOF

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安徽省皖南山区地闪特征对比分析

气象与环境学报 2016年第3期32卷 83-88页

作者：王凯朱浩鞠晓雨邱阳阳程向阳安徽省防雷中心安徽合肥230061

利用2011—2013年安徽省ADTD闪电定位系统资料,对皖南山区地闪的发生频次、强度、时间及空间等分布特征进行了分析,并与安徽省的地闪分布特征进行了对比。结果表明:皖南山区地闪发生频次占安徽全省地闪发生频次的28.2%,皖南山区地闪的... 详细信息

利用2011—2013年安徽省ADTD闪电定位系统资料,对皖南山区地闪的发生频次、强度、时间及空间等分布特征进行了分析,并与安徽省的地闪分布特征进行了对比。结果表明:皖南山区地闪发生频次占安徽全省地闪发生频次的28.2%,皖南山区地闪的平均密度为3.21(次/km^2)·a^(-1),明显高于安徽全省地闪的平均密度2.51(次/km^2)·a^(-1)。安徽全省和皖南山区地闪的主要类型为负地闪,6—9月为皖南山区地闪活动频繁期,此时段的地闪发生频次约占全年地闪发生频次的90.8%。皖南山区地闪活动主要集中出现在午后至傍晚,14—17时为雷电活动最频繁时段,与安徽全省闪电日变化特征基本相同。皖南山区地闪电流强度主要集中在10—50kA,在雷电流强度高值区,正地闪比例略增加,皖南山区正地闪平均强度为45kA,负地闪平均强度为36kA,均略低于安徽全省的平均值。

关键词：地闪频次雷电流强度地闪密度