利用闪电定位资料和人工观测资料确定雷暴日数的方法陈星宇，孙文龙（烟台市气象局，山东烟台264003）摘要应用2007年人工观测资料和闪电定位仪资料，针对雷暴日数对2种资料进行了分析，提出了利用闪电定位资料和人工观测资料共同确定雷暴日数的方法，以便更加准确地描述雷暴日这一参数。
关键词雷暴日数；闪电定位；人工观测中图分类号P427．32文献标识码A 文章编号1004－8421（2012）07－888－02The Method of Lightning Location Information and the Artificial Observation Data to Determine Thunderstorm Days CHEN Xing-yu et al （Meteorological Bureau of Yantai ，Yantai ，Shandong 264003）Abstract Application of artificial observations and the Lightning Detection System data in 2007，analysis two kinds of data for thunderstorm days．In order to more accurately describe this parameter of thunderstorm days ，using lightning location data and human observations to deter-mine the number of thunderstorm days．Key words Thunderstorm days ；Lightning location ；Artificial observation作者简介陈星宇（1981－），男，内蒙古赤峰人，工程师，从事雷电防护技术推广工作。
收稿日期2012-05-27雷暴日数反映了当地雷电活动频繁程度的参数之一，在防雷工程设计、雷击风险评估、防雷图纸审核中是一个重要的参数，以往观测雷暴日数的手段是人工观测，这种观测方式受到观测站点布置、观测人员水平、地理地形的影响，但是观测资料所积累的时间比较长，一般的观测站都有几十年的观测资料。
随着科技的发展，全国布网的闪电定位仪的应用在一定程度上解决了人工观测覆盖范围小的缺陷，但是由于其投入运行的时间短，资料积累的时间跨度短，在确定雷暴日的准确度上还需进行比对。
笔者就2007年的闪电定位资料和人工观测资料进行分析，提出了比对分析的方法，并在确定雷暴日数上进行了探讨。
1资料介绍1．1闪电定位资料笔者所引用的闪电定位资料，是山东省闪电定位系统数据中的一部分，闪电定位系统所包含的信息包含：序号，GPS 时间，经度，纬度，电流强度，闪电类型，回击序号，雷电流上升陡度，误差椭圆长轴，误差椭圆短轴，椭圆长轴倾角，原始数据总个数，探头1，探头2，探头3，探头4共16个参数。
探测到的信息最终以txt 文件存储于服务器上，由于数据量巨大，每天监测到的数据单独存独立的txt 文件中，如2007年7月10日的全省闪电定位数据以20070710．txt 保存。
由于闪电定位仪的布网和探测范围的影响，山东省闪电定位仪所监测到的探测数据并非只有山东省境内的闪电资料，有时还包含江苏省部分区域的闪电资料。
如何从巨大的数据中查找出某一小范围内发生的闪电数据将会为雷击风险评估、灾害调查、工程防雷设计等工作提供非常重要的参考作用，同时也是与人工观测进行比对分析的前提。
1．2人工观测资料人工观测资料所记录的参数比较单一，只有雷暴日这一参数。
雷暴日是指某一地区一年中有雷电放电的天数，一天中只要听到1次以上的雷声就算一个雷暴日，以Td 表示。
雷暴日的分布与指定区域有关，比较科学的方法是采用10ˑ10km 2的网格为标准统计区域，但这和现在雷暴日的计算方法有差异，目前我国以气象观测站所听到的雷声为统计依据，国外科学家研究表明，听力好的人可以听到20km 左右的雷声，听力不好的人连5km 处发生的雷电都听不到，另外也和雷声大小、背景噪声及传播路径上有无障碍有关，同时，我国目前基本是1个行政县设1个气象观测站，可以依县级行政区域为雷暴日统计单位。
依据不同的统计方法，得出来的结论相差很大，有待国家统一规范。
雷暴日数的确定对防雷工程设计、雷电风险评估、防雷图纸审核均具有很高的实用价值。
1．3闪电定位资料与人工观测资料各自的特点闪电定位资料的优点是所记录的参数多样化，可以全天候，全自动的监测，覆盖区域广，可以监测闪电发生的时间、落雷地点、电流强度、雷电流上升陡度、极性等，但由于投入运行的时间短，资料的积累相对缺少，只有几年的闪电资料。
人工观测资料数据单一，部分台站观测时间为08：00 20：00，不能做到全天候观测，观测人员自身的因素也对观测结果起到影响。
优点是资料积累的时间长，一般台站都有当地几十年的雷暴日资料。
2研究方法2．1方法概述人工观测只有雷暴日这一参数，所以和闪电定位仪资料也只能对这一参数进行比对，全省布网的闪电定位仪监测的范围广，一般的监测范围为几百千米，而人工观测到的闪电一般是以本站为中心5 20km 范围内的区域，所以比对应用的数据应以人工观测到的范围作为比对的范围，这样的闪电数据才有比对的意义。
理想的观测范围应该以观测本站为中心，周围5 20km 范围内的闪电数据为比对数据，但考虑到数据处理的方便，以及观测人员的差异，笔者所采用的数据范围为以烟台观测本站为中心，周围20km 的矩形区域的数据为比对数据。
统计矩形框内人工观测与闪电定位仪观测到的雷暴日数进行比对，找出其中的联系与不同，以便更好的分析本站的雷暴日数。
笔者主要是对比对方法的描述，所以只用到烟台本站2007年全年的人工观测的雷暴日数和2007年山东全省的闪电定位仪监测到的数据。
2．2数据处理2．2．1闪电定位仪数据的处理。
以上已经提及闪电定位仪责任编辑胡先祥责任校对胡先祥农技服务，2012，29（7）：888－889，891数据的存储形式及涉及到的参数，在比对之前首先要确定矩形区域的范围，用GPS 定位仪可以确定烟台观测站（O 点）的经纬度（E 121．44038，N37．48352），通过计算可以得出20km 范围内矩形框的四个角点的经纬度坐标为：A （E 121．6674，N37．30170），B （E121．2133，N37．30170），C （E 121．2133，N37．66534），D （E121．6674，N37．66534）。
可将具体位置用Google 地图表明，见图1所示。
图1矩形框具体位置知道矩形框的范围，就可以应用matlab 工具编程方法将全省闪电定位资料落入这一区域内的数据筛选出来，部分主程序如下：clearfid =fopen （"2007．txt "）；%读取闪电定位资料的文本文件Information_sd =fscanf （fid ，"%g%g%f%f%f%g%g%f%f%f%f%g%g%g%g%g "，［16，inf ］）；Information_sd =Information_sd "；lon_crude =Information_sd （：，3）；%文件中的经度信息lat_crude =Information_sd （：，4）；%文件中的纬度信息A =find （lon_crude （：，1）＞121．21336＆lon_crude （：，1）＜121．6674）；Information_yt =Information_sd （A ，：）%找出符合矩形框的经度信息B =find （Information_yt （：，4）＞37．30170＆Information_yt （：，4）＜37．665341）；Information_true =Information_yt （B ，：）；%将矩形框内的闪电信息筛选出来2．2．2人工观测记录数据处理。
查找烟台市本站的2007年的气象观测簿，得到雷暴日数和发生的时间。
2．2．3数据统计。
通过闪电定位仪筛选出来的数据和人工观测簿上的数据，分别得出2007年的雷暴日数和发生的时间，同时筛选出闪电定位仪资料中的闪击次数、原始数据总个数，得出闪电定位仪观测到的雷暴日数为35d ，而气象观测簿上记录的雷暴日数为24d ，同一日期均监测到有雷暴发生的日数为21d ，人工观测到而仪器未记录的有3d ，分别为3月31日、5月9日、5月22日，仪器监测到而人工未记录的有14d ，具体发生闪电的日期和时间以及闪电定位仪记录的发生雷暴当天的闪击次数见表1、2。
3数据分析从以上结果可以看出，闪电定位仪监测到的雷暴日数要表1同时监测到有闪电发生的日期发生闪电的日期月－日人工观测发生时间点时间段发生时间点时间段闪电定位仪闪击次数次03-26未记录时间20：41'43ᵡ103-2910：35 11：2010：16'52ᵡ1103-3017：51 20：0017：45'20ᵡ83104-1208：00 09：25；15：01 15：4002：55'19ᵡ8804-20未记录时间03：47'48ᵡ 04：30'59ᵡ205-1610：20 12：1506：50'59ᵡ 12：05'20ᵡ10807-0112：30 14：4307：10'35ᵡ 14：33'00ᵡ8707-10未记录时间02：11'47ᵡ 19：28'14ᵡ1107-1814：50 18：5014：54'58ᵡ 22：13'11ᵡ22907-19未记录时间01：27'21ᵡ107-2608：2507：51'57ᵡ 08：08'21ᵡ307-2819：26 20：0006：30'39ᵡ 20：12'07ᵡ27807-2916：5901：26'53ᵡ 16：30'07ᵡ407-3118：29 20：0018：02'16ᵡ 23：44'52ᵡ51108-01未记录时间05：00'05ᵡ 16：08'37ᵡ708-0614：30 16：0314：16'09ᵡ 23：50'09ᵡ13808-0908：00 09：5006：24'52ᵡ 09：29'42ᵡ155708-1008：00 14：5003：36'59ᵡ 21：50'06ᵡ28008-11未记录时间04：45'53ᵡ 05：55'54ᵡ3808-1718：35 18：5008：40'28ᵡ 18：49'37ᵡ5表2闪电定位仪单独记录到的闪电发生日期的相关资料发生闪电的日期月-日发生时间点时间段闪击次数次原始数据总个数个07-0719：33'45ᵡ 21：24'49ᵡ23；707-0804：03'09ᵡ1707-0913：09'55ᵡ；13：47'47ᵡ23；307-1105：32'09ᵡ1407-1203：09'04ᵡ1308-0203：36'32ᵡ1508-0802：35'25ᵡ；05：07'09ᵡ23；308-1201：07'49ᵡ1408-1301：13'37ᵡ1308-2503：10'45ᵡ；16：33'59ᵡ23；608-2803：47'36ᵡ 23：19'48ᵡ53；4；5；3；708-2903：11'46ᵡ；04：43'49ᵡ；01：25'12ᵡ34；3；309-2702：30'04ᵡ 03：20'26ᵡ46；4；3；3大于人工观测到的雷暴日数。