基于DEM数据的长沙地区地形因子与地闪活动关系研究

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2022.06.013

摘要/Abstract

摘要：

利用2009—2018年长沙地区地闪定位资料和30m精度高程数据, 通过数理统计、回归分析等方法, 分析地闪参数的空间分布特征, 建立基于地表因子的单位面积年均地闪回击频次模型、平均电流强度模型。结果表明: 地闪回击主要发生在平原和丘陵。随着海拔高度的增加, 长沙地区地闪回击频次呈减少趋势, 地闪平均电流强度呈上升趋势。电流强度主要集中在25~65kA, 其中发生在平原的地闪占比为77.84%。应用2019年闪电数据对模型进行检验表明, 单位面积年均地闪回击频次的模型计算值小于观测值, 误差平均值为9.20%;平均电流强度模型计算值偏高, 与观测数据之间的误差平均值约为4.40%。

关键词: 地闪频次, 电流强度, 地形因子, 高程数据

Abstract:

Based on the ground lightning location data and 30-m precision elevation data in Changsha area from 2009 to 2018, the spatial distribution of ground lightning parameters was analyzed using mathematical statistics and regression analysis, and an annual average return strike frequency model and an average current intensity model for ground lightning per unit area were established based on surface factors. The results showed that ground lighting strikes mainly occur on plains and hills. With the increase in altitude, the return strike frequency of ground lightning in Changsha area decreases, and the average current intensity of ground lightning exhibits an increasing trend. The current intensity is mainly concentrated within the range of 25~65 kA, of which 77.84% occur in the plain. We used the lightning data in 2019 to test the model and found that the calculated value of annual return strike frequency per unit area is smaller than the observed value, with an average error of 9.20%. The average current intensity model has overestimation compared with observations, with an error of about 4.40%.

Key words: Ground lightning frequency, Current intensity, Terrain factor, Digital elevation model data(DEM)

中图分类号:

P427.3

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图/表 9

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图2

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表1

表2

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参考文献 19

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地形因子	相关系数	P-value
海拔高度	-0.834^*	0.000
高程变异系数	0.550^*	0.001
坡向	-0.125	0.494
坡度变率	0.308	0.087
平面曲率	-0.368^*	0.038
地表粗糙度	-0.405^*	0.022
坡向变率	0.087	0.637
剖面曲率	0.434^*	0.013
地表切割深度	-0.483^*	0.005
坡度	0.064	0.727
地形起伏度	-0.429^*	0.014

地形因子	相关系数	P-value
海拔高度	0.857	0.000
高程变异系数	-0.719^*	0.000
坡向	0.365^*	0.040
坡度变率	-0.578^*	0.001
平面曲率	0.130	0.477
地表粗糙度	0.620^*	0.000
坡向变率	0.210	0.249
剖面曲率	-0.163	0.374
地表切割深度	0.655^*	0.000
坡度	0.240	0.186
地形起伏度	0.643^*	0.000

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