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辽宁省雷电流幅值特征分析

闪电定位；雷电流幅值；概率密度；最小二乘拟合；IEEE

雷电预警预报技术及其应用 > 雷电预警预报技术

为揭示辽宁省雷电活动规律，为雷电灾害防护和雷击风险评估提供科学依据；本文基于辽宁省2010-2018年闪电定位（ADTD）资料，运用统计学方法分析了辽宁省雷电流幅值时间变化特征；运用规程计算公式和IEEE推荐公式分别计算了雷电流幅值累积概率密度，并和实际地闪雷电流幅值累积概率密度曲线做了对比和误差分析；运用最小二乘拟合法拟合了IEEE推荐公式。结果表明： 2010-2018年辽宁省共监测到地闪98万余次，负地闪占比89%；负地闪发生主要集中于-100-0kA，占负地闪次数的99%，其中雷电流幅值为-22kA时次数最多；正地闪主要集中于0-100kA，占正地闪次数的87%；辽宁总地闪和负地闪发生频次在2011-2013年期间逐年升高，而后逐年减少；正地闪出现雷电频次呈现准3a逐年递增的趋势。地闪主要发生在汛期的7-8月，占全年的89%，总地闪和负地闪发生最多的月份为8月，其次为6月；正地闪发生频次集中于4-10月，发生最多的月份为6月，其次为7月；总地闪和负地闪最高平均雷电流幅值均出现在1月份，正地闪最高平均雷电流幅值出现在2月份。在一天中雷电的发生有很强的日变化特征，总地闪和负地闪发生频次规律基本一致，呈现双峰双谷型；所有地闪发生趋势较为一致，早晨最低，午后最高，最高出现在16时；正地闪的平均雷电流幅值依然最高，一天之中总体波动不大，总地闪和负地闪的平均雷电流幅值大多低于40kA。根据雷电流幅值累积概率密度分布可知，总地闪和负地闪雷电流幅值在20-50kA之间下降最快，说明此区间总地闪和负地闪发生最多；正地闪自20kA左右开始下降，但下降速度比较慢；总地闪电流幅值累积概率密度分布陡度小于负地闪，但两条曲线非常接近。IEEE推荐公式计算结果和实际统计结果总体趋势一致，规程公式计算概率密度偏差较大。根据IEEE推荐公式，结合辽宁省总地闪、负地闪和正地闪发生情况，用于最小二乘拟合方法，得出了最优a、b值；通过分析发现，拟合后的曲线分布较拟合前更加接近实际发生情况，吻合程度更高。