粤港澳大湾区两套闪电定位系统地闪探测性能的对比分析

张悦; 吕伟涛; 陈绿文; 武斌; 马颖; 齐奇

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2021.040

粤港澳大湾区两套闪电定位系统地闪探测性能的对比分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.040

张悦¹,
吕伟涛^1, ,,
陈绿文²,
武斌¹,
马颖¹,
齐奇¹

1.
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室，北京100081
2.
中国气象局广州热带海洋气象研究所，广东广州 510641

基金项目:

国家重点研究发展计划 2017YFC1501504

国家自然科学基金项目 41775010

国家自然科学基金项目 41475003

中国气象科学研究院基本科研业务费专项 2020Z010

详细信息

通讯作者:
吕伟涛, 男, 河南省人, 研究员, 博士, 主要从事大气电学和大气探测的研究。E-mail: wtlu@ustc.edu

中图分类号: P427.3
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出版历程
- 收稿日期: 2020-11-24
- 修回日期: 2021-05-08
- 网络出版日期: 2021-09-27
- 刊出日期: 2021-06-01

COMPARATIVE ANALYSIS OF CLOUD-TO-GROUND LIGHTNING DETECTION BY TWO LIGHTNING LOCATION SYSTEMS IN GUANGDONG-HONG KONGMACAO GREATER BAY AREA

ZHANG Yue¹,
LYU Wei-tao^{1
, ,},
CHEN Lyuwen²,
WU Bin¹,
MA Ying¹,
QI Qi¹

1.
Laboratory of Lightning Physics and Protection Engineering/ State Key Laboratory of Severe Weather, Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China
2.
Guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology, CMA, Guangzhou 510641, China

摘要

摘要: 根据2014—2018年粤港澳闪电定位系统(GHMLLS)和广东电网地闪定位系统(GDLLS)两套闪电定位系统的观测资料, 对粤港澳大湾区范围内二者的地闪探测性能进行评估和对比, 结果表明, 在粤港澳大湾区, 对于地闪回击记录, 从各月份记录和空间密度的分布上来看, GDLLS的探测数都多于GHMLLS, 二者的比值为1.24;两套系统总回击、负回击、正回击的月分布和日变化特征基本一致; 两系统地闪回击的匹配记录在大湾区大部分区域内的偏差量都在1.5 km内; 对于匹配后的负、正回击电流峰值, 二者有较强的相关性, 相关系数分别为0.99和0.98, GDLLS的负、正回击电流峰值分别为GHMLLS的1.47倍和1.45倍。
- 闪电定位系统 /
- 粤港澳大湾区 /
- 地闪探测 /
- 探测效率 /
- 相对定位精度
Abstract: Based on the observational data from the Guangdong-Hong Kong-Macau Lightning Location System(GHMLLS) and the Guangdong Lightning Location System(GDLLS) during 2014—2018, the present study evaluated and compared the two systems in cloud-to-ground(CG) lightning detection in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(GBA). The results are as follows. In the GBA, the value reported by GDLLS is more than that reported by GHMLLS in terms of monthly records and spatial density distribution, and the ratio of the two is 1.24. The monthly distribution and diurnal variation characteristics of total return strokes, negative return strokes and positive return strokes are basically the same. The positioning deviation of the two systems in most areas of the GBA is within 1.5 km. Strong correlations are obtained for the peak current of negative and positive return strokes after matching, and the correlation coefficients are 0.99 and 0.98, respectively. The peak current of negative and positive return strokes reported by GDLLS is 1.47 times and 1.45 times those reported by GHMLLS, respectively.
- lightning location system /
- Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area /
- cloud-to-ground lightning detection /
- detection efficiency /
- relative positioning accuracy

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图 1 GHMLLS和GDLLS的探测子站分布

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图 2 2014—2018年大湾区内GHMLLS和GDLLS回击次数变化

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图 3 2014—2018年大湾区内GHMLLS和GDLLS各月份5年平均总回击次数分布(a)、负回击次数分布(b)、正回击次数分布(c)及平均日变化(d)

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图 4 2014—2018年GHMLLS(a)和GDLLS(b)探测到的回击密度分布

格点大小：0.05 °×0.05 °，单位：km^-2·a^-1。

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图 5 2014—2018年GHMLLS和GDLLS平均回击数比值的分布

格点大小：0.05 °×0.05 °。

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图 6 2014—2018年两系统回击匹配记录定位位置之间的相对偏差量的分布

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图 7 2014—2018年大湾区GHMLLS和GDLLS探测的回击匹配后正负电流峰值的对比

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图 8 2014—2018年大湾区GHMLLS和GDLLS负回击(a)和正回击(b)电流强度分布百分比

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图 9 2014—2018年大湾区GHMLLS和GDLLS负地闪(a)和正地闪(b)电流强度分布百分比

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表 1 2014—2018年粤港澳大湾区内GHMLLS和GDLLS探测的记录数对比

年份	GHMLLS总记录数	GHMLLS地闪回击记录数 (占总记录百分比)	GDLLS总记录数	GDLLS地闪回击记录数 (占总记录百分比)
2014	4 821 996	1 836 449 (38%)	2 517 753	2 192 142 (87%)
2015	3 699 922	1 299 776 (35%)	1 693 271	1 506 941 (89%)
2016	3 118 528	1 136 828 (36%)	1 627 721	1 541 683 (95%)
2017	2 608 867	877 307 (34%)	1 032 556	1 021 310 (99%)
2018	2 759 080	806 318 (29%)	1 213 844	1 116 873 (92%)
平均值	3 401 679	1 191 336 (35%)	1 617 029	1 475 790 (91%)

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表 2 2014—2018年粤港澳大湾区内GHMLLS和GDLLS探测的回击数和匹配回击数

年份	GHMLLS回击数 (匹配比例)	GDLLS回击数 (匹配比例)	匹配回击数
2014	1 836 449 (68%)	2 192 142 (57%)	1 257 672
2015	1 299 776 (64%)	1 506 941 (55%)	826 427
2016	1 136 828 (67%)	1 541 683 (50%)	765 316
2017	877 307 (62%)	1 021 310 (54%)	547 090
2018	806 318 (72%)	1 116 873 (52%)	584 064
平均值	1 191 336 (67%)	1 475 790 (54%)	796 114

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