地形对雷电活动的影响(电涌保护器）

雷电活动的情况除了与地理纬度相关外，还要受到地形的影响。有些局部地方的雷电活动比所在地区的多得多。我国幅员辽阔，地形特别复杂，因此地形对我国雷电话动情况的影响既大而又复杂，具体可以用下面七种情况来说明。   (一)山脉的山峰和山结区(即山峰向四周仲展出数条山脉，宛如绳结的高山区)，雷电活动较多。如祁连山的祁连(56.0天)和门源(67.8天)就比张掖(10.3天)和山丹(15.6天)的雷暴日数多大约5倍。唐古拉山的那曲(86.2 天)和索县(91.8天)就比嘉黎(52.1天)的雷暴日数多近一倍。大雪山的马尔康(68.7天)和阿坝(89.7天)就比小金(49.6天)和都江堰(38.6天)的雷暴日数几乎多一倍。这是由于热力作用产生的山谷环流(白天山谷风从山下汇向峰区)使峰区有较强的对流触发机制。特别是在山结区，各山脊之间的谷风更盛，汇向山结区的上升运动更强，使山脉的山峰和山结区更有利于雷云的形成和发展，因此雷电活动也较多了。   (二) 山脉的迎风坡和背风坡都可能形成雷电，但迎风坡却比背风坡更有利于雷电的形成。如唐古拉山、昆仑山、冈底斯山和横斯山等系列山脉的南坡和西南坡，其雷暴日数就比北坡的多得多。青藏高原南坡的拉萨(72.4天)、日喀则(79.8天)、江孜(77.0天)和华坪(90.1天)就比北坡的格尔木(2.3天)和田(3.2天)、都兰(8.2天)和珞木洪(3.2天)的雷暴日数多10-30倍。这主要是因为青藏高原南部夏天盛行从印度洋吹来的暖湿西南气流，气流遇到上述一系列山脉抬升，对流特别强烈，故雷电活动也就多了。   这里应注意:①以上所说的迎风坡和背风坡均是对大山系而言，对于孤立或很低(-般低于500m)的山，这种作用不明显。如小兴安岭(平均海拔在500m以下)的周围，雷暴日数都相差不多，没有明显的迎风坡与背风坡的差别。②迎风坡的方位在不同地点是不同的，如华中夏季受西南气流影响，长江下游夏季偏东风，而重庆夏季则以偏北风为最多，故迎风坡不一定就是山脉的南坡或西南坡。   山脉的背风坡气流一般是下沉的，不利于雷云的形成和发展，不过在一定条件下也可能形成雷电。如当有较强气流横越山脉时，在背风坡往往有重力波(由背风坡区冷空气下沉的重力产生的波)产生，气流愈强，该波的波长愈长，气层愈不稳定，波的振幅也愈大。当波长发展到相当于雷暴单体的尺寸，日气层又极不稳定时，背风坡的重力波下沉运动便可以发展成为雷电，此外，当冷空气从较高山脉流入背风坡上空，面背风坡区内低层空气又比较暖湿，也会加剧气柱的不稳定而形成雷电。   (三)气温随着海拔高度的增加而减小，山体的温度总是高于周围空气的温度，因此山区对流容易发展，但是山的阳坡气温总是否一定高于阴坡而造成较多的雷电，这需要看具体情况而定。如秦岭在冬季由于阻碍了南下的冷空气，因而随着高度的增加南北坡的温差较大。但是到了夏季，由于暖湿空气的厚度较大、秦岭对其阻碍的作用不大，再加太阳高度角增大，北坡受热也相应增多，因此北坡反面比南坡暖和。不过，风速随高度的增加而加大，水平热交换加剧，故秦岭夏季南北坡的温差并不大，不足以造成阴阳坡雷电活动有显著不同。    从雷暴日数分布图看，大山系南坡比北坡的雷暴日数多，这主要是由于南北坡纬度相差大的结果。对于一般小范围的山，阴坡与阳坡的雷电多少就没有明显差别了。如从本溪到草河口之间有摩天岭，但本溪(33.7天)与草河口(32.4天)，以及沈阳(26.9 天)和丹东(26.9天)的雷暴日数相差不多，海南岛五指山南侧的陵水(84.6天)甚至比北侧的海口(104.3天) 的雷暴日数还小    (四)高度极高和面积特大的山脉对于雷电活动的影响也很复杂。当气流遇到这些山脉时，大部分气流翻山而过，绕过的部分不多，这样使得垂直气流分量增大，不稳定能量增加，有利于雷电的形成和发展。但是，山中常常存在着一些开口， 如溢道、河谷或谷口等，它们让大部分气流从中而过，这样翻山气流量减小，垂直对流减弱，又不利于雷电的形成和发展。但是气流在从这些开口处快速通过时，又使得山中溢道、河谷或谷口等处较山脉其他地方更容易形成雷电。    我国北方的夏季冷锋活动是产生雷电的主要天气系统。当冷锋遇到一系列平行山脉时，较稀溥的冷锋就不会翻山而常发生弯曲，在山前静止下来形成钢囚锋。若遇到山脉的开口，则会以较快的速度前进，从而有利于形成雷电，如北京市古北口(35.5天)的雷暴日数就比周围地方的多，这就是由于燕山、军都山等影响的结果。    注意气流通过溢道、河谷成谷口的速度还与风向有关。当山中开口与风向一一致时、风速最大:当开口与风向相互垂直时，风速最小。当开口与风向的头角B<45度 -30%时，开口愈狭窄，风速愈小:若B>45度，开口愈狭窄，风速愈小。这里水平气流分量大而垂直气流分量就不一定大了。因此山区的溢道、河谷或谷口也不一定就多雷电。    (五)雷暴天气尺度和影响的范围都比较大，除了高度较高和面积较大的山脉对雷电有明显的作用外，一般在周围环山的谷地或盆地中有多少雷电括动不好确定。从小气候角度考虑，谷地或盆地中，风速小，乱流作用弱，白天在太阳照射下大幅度增温，形成气流从谷底沿山坡上升，使不稳定能量比同山地的其他地方(山峰、山结等除外)要大，有一定引雷作用。但是，在阴天和大风天气情况下，这种作用就不明显了。当然，谷地或盆地的这种作用大小还与其宽度、周围山的高度及坡度等有关。    此外，在雷电发生的地方有雷云，然而雷云开始形成并不定马上就产生放电，它还需要有一定电荷积累的过程，该过程的长短受当时大气不稳定程度、上升气流强弱以及含水然气多少等的影响。由于山区地形复杂，使得大气不稳定层结变化大，因此在山区容易形成雷云的地方并不一不定雷电活动就多。比如峨眉山(39.9天)、 华家岭(25.2天)、西锋镇(25.6天)和华山(29.0天)海拔高度展然都很高，但雷暴日数并不多，有的其至比周围地区的雷暴日数还少。    (六) 面向大水面的山坡上，由于水陆风(白天水面上潮湿气流向陆地上流)的影响，当气层不稳定时也有利于形成雷电，故雷电出现的概率比背水面的坡地多。如祁连山南面有青海湖，水汽条件较充沛，因此使得茶卡(27.2天)比背湖的张掖(10.3 天)的雷暴日数多近两倍。    大水域(海、湖、宽广的大江、大河)的沿岸地带，由于常有海风、湖风、江风吹向陆地，并与陆地上空气流辐合上升，成为对流触发机制，使不稳定的能量增大，也有利于雷电的形成(但与内陆相比却要差一些)。如浙江的四明山区，它东边、北边离东海和杭州湾不远，夏李盛行风微弱的情况下，海风与金姚江谷风结合，造成四明山区不稳定能量增加，因而使得四明山区的雷暴日数较周围地区偏多。    (七) 水面增温比陆地慢，所以大水面不利于雷电的形成和发展，但水面小，且水与陆地错综分布的地区，由于水陆增温快慢不同，造成各处温度差别较大而引起对流。再因水汽充足，凝结高度和自由对流高度都较低，在气柱不稳定时也可以发展对流，因而有利于雷电的形成。如太湖湖面较大，不利于形成雷电，但胡东侧河湾期汉纵横交错，故苏州、上海、 嘉兴带发生热雷暴就比较频繁了。