闪电密度是描述地区性雷电活动的基本参数，它和当地空间和时间密切相关，并需要广泛的观测研究获得成果。各种测量方法，包括主观或客观方法都可利用，但是必须有足够的观测周期才具有统计意义。对于具有类似雷暴日水平的区域，其闪电密度的估计值也会有明显的差异。
1、雷暴日
描述闪电发生的参数是雷暴日，用T表示。总结雷暴日资料的常规方法是作等雷暴日线图，由这种图可以明显看出各地区发生雷暴的不同水平。一般而言，雷暴日数最多的地方在赤道附近，最少则在两极附近；典型情况是，夏季雷暴最多，冬季最少。
雷暴日作为比较世界各地雷电活动的基础参数而言，具有一定的局限性。雷暴日意味着一天内至少发生一次闪电，但对区域内产生成千次闪电的持续一整天的雷暴也使用同样的术语。况且，这种雷暴日的度量不能区别闪电的类型。因此，寻求另一种能代替雷暴日的表示方法显得更加重要，那就是闪电发生的频度。
2、地闪密度
闪电放电可以很方便地分为两类：地闪（cloud-to-ground lightning）和云闪。从工程设计的观点来看，地闪发生频度即地闪密度，指每年每平方公里雷击大地的次数，是确定闪电对建筑物和设备危害的最重要参数。
研究人员考察了实际雷电活动和雷暴日之间的可能关系时，常常在闪电密度和雷暴日之间进行比较。表1列出了Ng和T、以及 Nt和T之间的各种经验关系式。
表1 闪电密度和年雷暴日之间的经验关系式
Cianos和Pierce (1972) 对雷暴日和总闪电密度之间的对应关系提供了普遍的指导，见表2。
表2 雷暴日和总闪电密度之间的关系
3、雷暴日和地闪密度
地闪密度是雷电防护中的一个重要参数，因为雷电防护的风险评估正是基于该参数。例如，高度h的建筑物，如果它位于与建筑物的R（ip，h）的滚球半径内，则具有ip的预期峰值电流的阶梯式先导将被吸引到建筑物上。
我们也用f(ip)di表示在i和i+di之间的具有第一次回击峰值电流的闪电闪光的函数。然后，在一年内击中建筑物的上述间隔中具有第一次回击电流峰值的闪电次数由下式确定：
其中，Ng称为地闪密度，它被定义为一年中击中给定场所内单位区域的闪电次数。击中建筑物的闪电总数为：
研究人员已经衍生出建筑物滚球半径的不同表达，由于分析中的各种假设，这些表达式也不同。然而，所有这些表达式预期的R（ip，h）随着建筑物高度的增加而增加。因此，建筑物年雷击次数随着其高度增加而增加。
给定区域中的地闪密度Ng可以通过使用闪电计数器、闪电定位系统或使用卫星提供的闪电信息来估计击中该区域地面的雷击数量。
然而，防雷工程师仍然使用雷暴日来计算地闪密度，因为该参数属于通用信息。雷暴日是关于闪电密度的季节和地理变化的良好信息来源。但是，它不包括在某一天听到的雷暴的强度或雷电的次数。在没有关于地闪密度的更好信息情况下，可以根据雷暴日Td公式估算：
该公式的参数由来自全球不同地区的许多人推导，表2.1总结了这些参数获得的数据。重要的是，在所有这些研究中，雷雨中有一个很大的分散日/地闪密度图。此外，在世界不同地区获得的a和b的最佳估计存在很大差异。
表2.1从世界不同地区进行的研究中获得的方程参数
闪电活动的年变化是一个取决于气候的地方特征。因此，最大雷电活动发生在仲夏，而冬季只偶尔有雷电活动。 Golde（1945）的结论是地闪密度和年雷暴日之间存在线性关系。 Brooks（1950 ）认为这个线性关系式可应用到温带和热带气候区，但在热带气候区用较小的比例因子。随后，根据闪电计数器的观测研究，这种比例因子和线性关系的假定都受到质疑。
4、工程应用
1）、我国相关标准要求，年预计雷击次数应根据建筑物所处地区的地闪密度计算。
2）、地闪密度首先应按当地气象台、站资料确定，也可通过雷电定位系统数据直接获得。若无资料，可采用年平均雷暴日数计算：Ng=0.1Td（式中：Td—年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a））。
3）、通过雷电定位系统数据获取时，需要考虑到各种气象条件变化造成的雷电参数的短时变化，并应采用足够长的样本周期。雷电定位系统年平均地闪探测效率应不小于80%。
4）、可靠的地闪密度至少需要10个完整年的地闪测试数据，最新数据应在近5年内。
5）、地区雷暴等级宜根据地闪密度划分，毕竟雷暴日并不包含雷暴的强度或雷电的次数。
文章来源：电气工程师合作组 EEO 微信公众号: DQGCSclub 作者：陈谦返回搜狐，查看更多
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