留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

王学良 张科杰 张义军 朱传林

王学良, 张科杰, 张义军, 等. 雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较. 应用气象学报, 2014, 25(6): 741-750..
引用本文: 王学良, 张科杰, 张义军, 等. 雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较. 应用气象学报, 2014, 25(6): 741-750.
Wang Xueliang, Zhang Kejie, Zhang Yijun, et al. Comparison of the number of thunderstorm days from lightning location system and artificial observations. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(6): 741-750.
Citation: Wang Xueliang, Zhang Kejie, Zhang Yijun, et al. Comparison of the number of thunderstorm days from lightning location system and artificial observations. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(6): 741-750.

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

资助项目: 

湖北省雷电灾害防御科研专项 FL-Y-201401

详细信息
    通信作者:

    王学良, email: mxlhbfl@163.com

Comparison of the Number of Thunderstorm Days from Lightning Location System and Artificial Observations

  • 摘要: 为了利用雷电定位系统 (lightning location system,LLS) 资料统计人工观测雷暴日数,采用湖北省2007—2012年LLS监测资料,选取25个气象站为圆心,统计其不同监测半径 (r) 圆区域内LLS监测的雷电日数,并与人工观测雷暴日数进行比较。结果表明:r≤7 km时,LLS监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数;r≥8 km时, LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数;r=22 km圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。根据r=7 km,r=8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料,分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数,结果显示:二元法效果最好。二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等,平均差异为7.4%;二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0.8 d,平均差异为12.3%。
  • 图  1  湖北省LLS理论探测效率示意图

    Fig. 1  The schematic diagram of theoretical detection efficiency of LLS in Hubei Province

    图  2  平均年雷电日数随监测半径变化

    Fig. 2  The number of annual mean thunderstorm days changes with monitoring radius

    图  3  人工观测与二元法计算年平均雷暴日数对比

    Fig. 3  Comparison of the number of annual mean thunderstorm days of artificial observations and calculated by the binary method

    表  1  半径r分布

    Table  1  r of sample data

    r/km 频数/站
    3~4 2
    5~6 8
    7~8 4
    9~10 4
    11~12 3
    13~14 3
    15 1
    下载: 导出CSV

    表  2  25个站雷电日数与雷暴日数对比

    Table  2  Comparison of the number of lightning days and the number of thunderstorm days at 25 stations

    站名 Td/d Tl/Td
    r=6 km r=7 km r=8 km r=9 km r=10 km
    安陆 27.0 0.543 0.599 0.673 0.747 0.815
    房县 20.3 0.836 0.918 0.984 1.066 1.131
    黄石 39.3 0.983 1.072 1.119 1.140 1.174
    云梦 22.5 0.756 0.852 0.941 1.030 1.059
    保康 26.2 0.605 0.688 0.777 0.809 0.885
    孝感 28.2 0.651 0.769 0.822 0.876 0.923
    蔡甸 26.8 0.994 1.099 1.205 1.298 1.404
    新洲 29.0 0.920 0.994 1.098 1.167 1.207
    长阳 35.5 0.751 0.850 0.944 1.023 1.094
    广水 25.5 0.641 0.699 0.732 0.804 0.837
    建始 34.7 0.793 0.938 1.077 1.178 1.284
    蒲圻 37.8 1.300 1.366 1.419 1.471 1.511
    汉川 23.0 0.913 1.022 1.087 1.167 1.217
    江夏 31.3 1.106 1.213 1.309 1.367 1.441
    五峰 32.0 1.167 1.281 1.422 1.516 1.599
    大悟 26.0 0.590 0.647 0.705 0.724 0.788
    宜昌 39.0 1.047 1.085 1.132 1.145 1.175
    钟祥 26.0 0.679 0.750 0.795 0.846 0.885
    洪湖 27.5 1.103 1.139 1.170 1.200 1.242
    神农架 25.2 0.974 1.079 1.159 1.219 1.291
    当阳 29.0 0.661 0.747 0.810 0.908 1.011
    黄陂 29.7 0.730 0.837 0.916 1.022 1.090
    应城 26.5 0.541 0.660 0.736 0.855 0.937
    鄂州 38.3 1.030 1.104 1.204 1.265 1.330
    黄冈 32.7 1.097 1.163 1.209 1.224 1.281
    平均 29.6 0.856 0.943 1.018 1.083 1.145
    下载: 导出CSV

    表  3  不同监测半径平均年雷电日数与最大年雷暴日数对比

    Table  3  Comparison of the number of annual mean lightning days and the number of average maximum annual thunderstorm days for different monitoring radius

    监测半径/km Tl/d Tdmax/d TlTdmax差值/d
    r=18 44.3 47.7 -3.4
    r=20 46.3 47.7 -1.4
    r=22 47.8 47.7 0.1
    r=24 49.1 47.7 1.4
    r=26 50.2 47.7 2.5
    下载: 导出CSV

    表  4  不同监测半径平均年雷电日数与平均年雷暴日数对比

    Table  4  Comparison of the number of annual mean lightning days and the number of annual mean thunderstorm days for different monitoring radius

    监测半径/km Tl/d Td/d TlTd平均差值/d TlTd平均比值 TlTd相关系数 NgTd相关系数
    r=7 28.4 29.6 -1.2 0.943 0.8379 0.6442
    r=8 30.6 29.6 1.0 0.018 0.8450 0.6633
    r=9 32.5 29.6 2.9 1.083 0.8432 0.6519
    下载: 导出CSV

    表  5  2007—2012年25个站TdTlTd1Td2对比检验

    Table  5  Comparison and verification of Td and Tl, Td1, Td2 from 2007 to 2012 at 25 stations

    站名 Td/d Tl/d Td1/d Td2/d Tl/Td Td1/Td Td2/Td E1/% E2/% E3/%
    安陆 27.0 16.2 27.1 24.1 0.599 1.003 0.893 40.1 0.3 10.7
    房县 20.3 18.7 26.6 24.5 0.918 1.307 1.205 8.2 30.7 20.5
    黄石 39.3 42.2 37.6 37.9 1.072 0.956 0.963 7.2 4.4 3.7
    云梦 22.5 19.2 28.2 25.7 0.852 1.254 1.141 14.8 25.4 14.1
    保康 26.2 18.0 27.6 25.1 0.688 1.054 0.958 31.2 5.4 4.2
    孝感 28.2 21.7 28.7 26.6 0.769 1.018 0.943 23.1 1.8 5.7
    蔡甸 26.8 29.5 29.2 30.0 1.099 1.089 1.117 9.9 8.9 11.7
    新洲 29.0 28.8 31.2 30.7 0.994 1.074 1.059 0.6 7.4 5.9
    长阳 35.5 30.2 32.2 31.8 0.850 0.908 0.895 15.0 9.2 10.5
    广水 25.5 17.8 28.3 24.8 0.699 1.109 0.974 30.1 10.9 2.6
    建始 34.7 32.5 23.9 29.2 0.938 0.689 0.843 6.2 31.1 15.7
    蒲圻 37.8 51.7 32.3 38.7 1.366 0.853 1.024 36.6 14.7 2.4
    汉川 23.0 23.5 28.3 27.0 1.022 1.229 1.174 2.2 22.9 17.4
    江夏 31.3 38.0 31.6 34.1 1.213 1.010 1.088 21.3 1.0 8.8
    五峰 32.0 41.0 25.0 32.6 1.281 0.783 1.018 28.1 21.7 1.8
    大悟 26.0 16.8 27.0 24.1 0.647 1.040 0.929 35.3 4.0 7.1
    宜昌 39.0 42.3 34.9 36.7 1.085 0.894 0.940 8.5 10.6 6.0
    钟祥 26.0 19.5 27.8 25.3 0.750 1.068 0.972 25.0 6.8 2.8
    洪湖 27.5 31.3 27.9 29.3 1.139 1.014 1.065 13.9 1.4 6.5
    神农架 25.2 27.2 23.9 26.4 1.079 0.948 1.049 7.9 5.2 4.9
    当阳 29.0 21.7 32.2 28.3 0.747 1.109 0.976 25.3 10.9 2.4
    黄陂 29.7 24.8 29.7 28.4 0.837 1.001 0.958 16.3 0.1 4.2
    应城 26.5 17.5 28.1 25.1 0.660 1.062 0.945 34.0 6.2 5.5
    鄂州 38.3 42.3 34.5 37.2 1.104 0.900 0.970 10.4 10.0 3.0
    黄冈 32.7 38.0 35.4 35.3 1.163 1.083 1.081 16.3 8.3 8.1
    平均 29.6 28.4 29.6 29.6 0.943 1.018 1.007 18.7 10.4 7.4
    下载: 导出CSV

    表  6  2013年25个站TdTlTd1Td2对比检验

    Table  6  Comparison and verification of Td and Tl, Td1, Td2 from 2007 to 2013 at 25 stations

    站名 Td/d Tl/d Td1/d Td2/d Tl/Td Td1/Td Td2/Td E1/% E2/% E3/%
    安陆 27 15 23.2 21.6 0.556 0.860 0.799 44.4 14.0 20.1
    房县 31 32 33.5 32.6 1.032 1.082 1.050 3.2 8.2 5.0
    黄石 29 33 28.8 31.4 1.138 0.994 1.083 13.8 0.6 8.3
    云梦 21 18 26.0 24.3 0.857 1.240 1.155 14.3 24.0 15.5
    保康 38 26 27.4 28.3 0.684 0.721 0.746 31.6 27.9 25.4
    孝感 30 18 28.3 27.4 0.600 0.945 0.913 40.0 5.5 8.7
    蔡甸 33 34 24.9 29.5 1.030 0.753 0.895 3.0 24.7 10.5
    新洲 33 27 28.3 29.1 0.818 0.858 0.882 18.2 14.2 11.8
    长阳 42 41 27.7 32.6 0.976 0.658 0.775 2.4 34.2 22.5
    广水 25 19 24.7 24.3 0.760 0.987 0.972 24.0 1.3 2.8
    建始 31 39 23.6 32.4 1.258 0.763 1.046 25.8 23.7 4.6
    蒲圻 41 58 29.8 39.1 1.415 0.726 0.953 41.5 27.4 4.7
    汉川 27 26 30.4 29.0 0.963 1.125 1.075 3.7 12.5 7.5
    江夏 26 43 29.3 34.7 1.654 1.126 1.335 65.4 12.6 33.5
    五峰 39 47 24.9 34.4 1.205 0.639 0.882 20.5 36.1 11.8
    大悟 20 16 25.2 22.5 0.800 1.258 1.124 20.0 25.8 12.4
    宜昌 45 43 34.8 36.2 0.956 0.773 0.805 4.4 22.7 19.5
    钟祥 24 28 28.5 29.5 1.167 1.187 1.230 16.7 18.7 23.0
    洪湖 31 31 26.5 30.0 1.000 0.854 0.967 0.0 14.6 3.3
    神农架 31 37 26.9 31.2 1.194 0.867 1.006 19.4 13.3 0.6
    当阳 26 29 29.6 29.0 1.115 1.138 1.115 11.5 13.8 11.5
    黄陂 29 25 31.8 29.3 0.862 1.096 1.011 13.8 9.6 1.1
    应城 30 20 25.0 23.7 0.667 0.832 0.792 33.3 16.8 20.8
    鄂州 30 37 30.5 33.2 1.233 1.016 1.107 23.3 1.6 10.7
    黄冈 31 42 31.5 34.4 1.355 1.016 1.108 35.5 1.6 10.8
    平均 30.8 31.4 28.0 30.0 1.012 0.941 0.993 21.2 16.2 12.3
    下载: 导出CSV
  • [1] 冯桂力, 陈文选, 刘诗军, 等.山东地区闪电的特征分析.应用气象学报, 2002, 13(3):347-355. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020345&flag=1
    [2] 许小峰.国家雷电监测网的建设与技术分析.中国工程科学, 2002, 4(5):7-13. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCKX200205001.htm
    [3] 马明, 吕伟涛, 张义军, 等.1997—2006年我国雷电灾情特征.应用气象学报, 2008, 19(4):393-400. doi:  10.11898/1001-7313.20080402
    [4] 陈家宏, 张勤, 冯万兴, 等.中国电网雷电定位系统与雷电监测网.高电压技术, 2008, 34(3):425-431. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ200803002.htm
    [5] 高燚, 张义军, 张文娟, 等.我国雷击致人伤亡特征及易损度评估区划.应用气象学报, 2012, 23(3):294-303. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20120305&flag=1
    [6] 张义军, 周秀骥.雷电研究的回顾和进展.应用气象学报, 2006, 17(6):829-834. doi:  10.11898/1001-7313.20060619
    [7] 林维勇, 黄友根, 焦兴学, 等.GB50057—2010建筑物防雷设计规范.北京:中国计划出版社, 2011:8-59.
    [8] 余海军, 陈水明, 朱建军, 等.雷电定位系统监测雷电日与人工记录雷电日的比较.高电压技术, 2012, 38(10):2742-2748. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ201210037.htm
    [9] 蒙伟光, 易燕明, 杨兆礼, 等.广州地区雷暴过程云-地闪特征及其环境条件.应用气象学报, 2008, 19(5):611-619. doi:  10.11898/1001-7313.20080513
    [10] 张义军, 孟青, 马明, 等.闪电监测技术发展和资料应用.应用气象学报, 2006, 17(5):611-620. doi:  10.11898/1001-7313.20060504
    [11] 童雪芳, 王海涛, 陈家宏, 等.雷电定位系统地闪密度分布图与雷击故障相关性分析.高电压技术, 2009, 34(12):2924-2929. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ200912008.htm
    [12] 秦建峰, 刘梦雨, 吴昊.ADTD雷电探测系统典型故障分析.气象科技, 2012, 40(2):180-184. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ201202008.htm
    [13] 陈家宏, 冯万兴, 王海涛, 等.雷电参数统计方法.高电压技术, 2007, 33(10):6-10. doi:  10.3969/j.issn.1003-6520.2007.10.002
    [14] 尹丽云, 许迎杰, 张腾飞, 等.一种新的雷电日及雷电参数统计方法.气象科技, 2009, 37(6):739-743. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200906020.htm
    [15] 李家启, 汪志辉, 任艳, 等.闪电定位系统与人工观测雷电日参数对比分析.气象科技, 2012, 40(1):132-136. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ201201025.htm
    [16] 田芳, 肖稳安, 冯民学, 等.闪电定位观测结果的修订分析.华东电力, 2008, 36(6):38-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HDDL200806010.htm
    [17] 中国科学院空间科学与应用研究中心. ADTD雷电探测仪用户手册. 北京: 中国科学院, 2004.
    [18] 中国气象局.地面气象观测规范.北京:气象出版社, 2011:3-111.
    [19] 丁士晟.多元分析方法及其应用.长春:吉林人民出版社, 1981:88-177.
    [20] 马开玉, 张耀存, 陈星.现代应用统计学.北京:气象出版社, 2004:57-131.
    [21] 张志富.国外气候资料整编方法介绍——以美国、加拿大为例.干旱气象, 2009, 27(4):395-401. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GSQX200904019.htm
    [22] 钟颖颖, 冯民学, 周金奎, 等.闪电定位资料与目测雷暴日的对比分析.气象科学, 2010, 30(6):851-855. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKX201006018.htm
    [23] 陈绿文, 张义军, 吕伟涛, 等.闪电定位资料与人工引雷观测结果的对比分析.高电压技术, 2009, 35(8):1896-1902. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ200908023.htm
    [24] 樊灵梦, 李志峰, 何宏明, 等.雷电定位系统定位误差分析.高电压技术, 2004, 30(7):61-63. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDYJ200407024.htm
  • 加载中
图(3) / 表(6)
计量
  • 文章访问数:  4033
  • HTML全文浏览量:  1933
  • PDF下载量:  880
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-02
  • 修回日期:  2014-09-09
  • 刊出日期:  2014-11-30

目录

    /

    返回文章
    返回