黑龙江森林雷击火易发区云地闪 特征分析

黑龙江森林雷击火易发区云地闪 特征分析

齐海超 周长明 杨頔

黑龙江省气象灾害防御技术中心 哈尔滨 150030

摘 要： 以黑龙江省2005-2015年的森林雷击火数据和闪电定位系统云地闪数据为基础，划分了黑龙江省森林雷击火的易发区域，提取雷击火易发区云地闪强度、极性、陡度，探索黑龙江省雷击火易发区的云地闪特征。研究表明: 黑龙江省雷击火易发区域主要集中在大兴安岭地区，年森林雷击火发生次数与当年云地闪数量无直接关系，负闪陡度与雷击火易发区域相关性较强，负闪陡度在-5kA/μs — -9kA/μs 危害性最强。

关键词：雷击火 易发区 雷电

森林火灾对森林生态系统造成重大威胁，黑龙江省的森林安全关系到国家整体的生态安全，是国家重要的生态安全屏障。黑龙江省针叶林带是森林雷击火灾的重灾区，在全球气候变暖的大背景下，雷击森林火灾有增加趋势。2005-2015 年黑龙江省共记录的林火共发生 692起，其中雷击火485起，占森林火灾总数的70%，因此对森林雷击火的研究十分迫切。闪电是雷击火发生的火源，如何定量描述闪电的影响，是准确预测、预报雷击火发生的重要因素之一。闪电分为云内闪电、云际闪电和云地闪电3种。 其中，引发雷击火的闪电主要是云地闪电。黑龙江省于 2005 年组建了闪电定位监测系统，积累的大量云地闪监测数据。探讨雷击火的云地闪特征，能够为森林雷击火预测预报方法研究及防灾减灾提供参考依据。

1 森林雷击火易发区划分

依据2005-2015年的黑龙江省森林雷击火数据，使用ArcGIS10.2对2005年至2015年森林雷击火数据进行核密度分析。过火面积是衡量森林雷击火损失的重要指标，以雷击火的过火面积表征核密度分析的Population 字段。搜索半径参数值越大，生成的密度栅格越平滑且概化程度越高，值越小生成的栅格所显示的信息越详细。分别以输出像元0.001搜索半径0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0、1.5对森林雷击火数据进行核密度分析。搜索半径为0.3时能够比较好的反应森林雷击火发生的区域分布情况。通过重分类将黑龙江省森林雷击火发生区域划分为低、中、高三个区域。如图1所示。

图1 黑龙江省森林雷击火易发区域划分图

2 森林雷击火易发区云地闪特征分析

黑龙江省2005-2015年ADDT闪电定位系统共监测到全省云地闪300万余次，其中雷击火易发区共监测到云地闪近60万余次。从云地闪正负比例来看，雷击火易发区云地闪正闪近3万次、负闪 56万 次，正负比为 1:19 。从雷击火易发区的正闪强度分布情况看，正闪强度主要分布于3kA至13kA之间，负闪强度主要分布于-5kA至-33KA 之间。从雷击火易发区云地闪陡度分布情况分析，正闪陡度主要集中在1KA/μs至2.5KA/μs ，负地闪陡度主要集中在-5KA/μs至-9 KA/μs 。按2005-2015年云地闪总量统计，雷击火易发区域除与负地闪陡度成0.276弱相关性外与正地闪强度、正地闪陡度、负地闪强度相关性均小于0.1.

表1 雷击火易发区雷击火数量与云地闪统计表

按照雷击火易发区风险等级，低风险区域负地闪陡度均值-7.033kA/μs、正地闪陡度均值6.4638KA/μs、负地闪强度均值-14.6959kA、正地闪强度均值31.3703kA，中风险区域负地闪陡度均值-5.5361kA/μs、负地闪强度均值-13.7933kA、正地闪陡度均值6.1418kA/μs、正地闪强度均值30.49kA，高风险区域负地闪陡度均值-5.57kA/μs、负地闪强度均值-12.30kA、正地闪陡度均值5.6kA/μs、正地闪强度均值25.9kA。

图2 风险区域与正负云地闪强度陡度相关性

分别对各风险区域与2005-2015总量正、负云地闪、强度、陡度做Pearson相关性，低风险区域与高风险-区域与负闪陡度存在中相关性，高风险区域与负闪陡度、负闪强度、正闪强度都存在相关性，中风险区域与负闪陡度、负闪强度、正闪强度、正闪陡度均不存在相关性。

3 总结

黑龙江省雷击火易发区域主要集中在大兴安岭地区，年森林雷击火发生次数与当年云地闪数量无直接关系，负闪陡度与雷击火易发区域相关性较强，负闪陡度在-5KA/μs至-9KA/μs危害性最强。

参考文献：

[1] 刘序，胡月明等. 基于DEM的广东省赤红壤全氮含量与地形特征相关分析[J].华南农业大学学报,2010 31(1):17-21