基于LLS监测数据的山区微地形落雷分布差异及影响因素分析

摘要

为精细化研究山区不同位置的落雷分布差异，首先提出了落雷系数和落雷密度系数的概念，用其表征不同山区地形落雷密集程度(频次和密度)，利用闪电击距理论，推导了山顶、山腰和山谷3种微地形的落雷系数和落雷密度系数计算公式；然后分析地形高度、山体坡度2个地理参数以及电流强度对山区微地形落雷分布的影响。最后基于近10 a(2015—2024年)湖北大洪山地区极低频/低频(Very Low Frequency/Low Frequency,VLF/LF)雷电定位系统(Lighting Location System, LLS)闪电监测数据对公式进行了实例验证。结果表明：山顶对闪电具有吸引作用，导致其落雷系数、落雷密度系数均为最大，山谷对闪电具有屏蔽作用，其落雷系数、落雷密度系数最小，山腰落雷系数、落雷密度系数介于两者之间；地形高度越大，不同微地形的落雷系数、落雷密度系数差异越小，并逐渐趋于稳定；随着山体坡度的增加，不同微地形的落雷系数差异越大，而落雷密度系数呈减小趋势；电流强度越大，不同微地形落雷系数、落雷密度系数差异越大。实例验证显示，试验区山区微地形的落雷分布特征与上述结果吻合。本研究结果可为山区精细化雷电防护工程设计和雷电灾害风险评估等防雷提供参考。

关键词

雷电定位系统 / 山区微地形 / 落雷系数 / 落雷密度系数 / 雷电密度