闪电击穿对应闪电发展过程中电荷快速转移或中和过程，高能闪电击穿意味着更大的能量释放，往往具有更大的破坏性和致灾性。

先前有研究发现，海洋上的高能闪电击穿事件相比陆地更多。其中欧洲以西的北大西洋，冬季地中海是海洋上高能闪电击穿事件频次较高的区域；而陆地上，南美安第斯山脉是高能闪电击穿事件的高发区（Holzworth et al., 2019）。此外，Lyu et al. (2021)在美国的研究发现有一类只发生在美国西部高海拔山地区域的强击穿放电，它们对应的峰值电流大于150kA。从本研究成果回溯，这些结论可能正是陆地高能闪电击穿事件与高海拔地形关系的表现，但是，这一点在先前研究中并没有被揭示。

近日，我系张义军教授、中国气象科学院郑栋研究员团队利用World Wide Lightning Location Network (WWLLN)和Lightning Image Sensor (LIS)两种不同模式观测系统的闪电探测数据，在全球确立统一探测效率标准，选择全球WWLLN stroke和LIS event能量位于前10%、2%的样本作为高能闪电击穿事件，排除海洋地区样本，分析了全球陆地高能闪电击穿事件的占比以及不同能量阈值条件下闪电击穿平均能量的分布。该分析方法不同于Holzworth et al.（2019）基于WWLLN高能击穿事件频次的分析（它们选择了106 J阈值，仅占总样本数的0.004%），把高能闪电击穿事件占比和平均能量作为研究对象，排除全球不同地区巨大气候差异对频次统计造成的影响。

该研究发现，高能闪电击穿事件占比的大值区域和平均闪电击穿能量的高值区域与全球陆地高海拔地形具有非常好的对应（如图1）。这些高海拔地形包括青藏高原、蒙古高原及其东北部的高地、伊朗高原和安纳托利亚高原、南非高原-东非高原-埃塞俄比亚高原地带、北美西部的山区以及安第斯山脉。此外，研究还发现，全球陆地上随着海拔的升高，高能量闪电击穿事件的比例以及闪电击穿事件平均能量均呈现上升趋势。WWLLN stoke数据和LIS event数据都支持上述结论，由于WWLLN数据可能更多与地闪活动相关，而LIS对云上部的闪电更为敏感，两种观测模式不同、闪电主导类型存在差异的数据集支持相同的结论，更进一步支撑了研究结果的可靠性。与此同时，WWLLN stroke展现的结果与高海拔地形的对应关系更好，意味着高海拔地区与发生在雷暴下方或较低高度上的高能闪电击穿事件之间存在更为显著的关联。

上述现象可能与高海拔地形提供的环境条件和雷暴特征有关。高海拔地区与其上相对较弱的雷暴对流相结合，可能导致更强的环境电场、回击通道电阻的降低以及更大范围的电荷区。上述因素能够引起具有更大电荷转移和峰值电流的闪电击穿事件，并产生更高的能量。这些假设将在后续研究中进一步检验。

文章发表于《Geophysical Research Letters》，郑栋研究员和张义军教授为通讯作者，硕士生于欣宏为第一作者。论文评审专家之一认为，该研究结果是新颖的，并且支持大气和空间电学领域新的、重要的研究方向，未来迫切需要研究高海拔地区导致高能量闪电击穿放电的机制。

论文信息：Yu, X., Zheng, D., Zhang, Y., Yao, W., & Zhang, W. (2025). Higher proportion of high-energy lightning strokes in global high-altitude areas. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL112407. https://doi.org/10.1029/2024GL112407

图1. WWLLN stroke和LIS event相关参数的空间分布。图a1和a2分别显示了能量位于前10%和2%的WWLLN stroke的占比。图a3展示了能量超过1,000 J的WWLLN闪电事件的平均能量。图b1和b2分别显示了能量位于前10%和2%的LIS event的占比。图b3展示了辐射亮度超过5,800 μJ sr⁻¹ m⁻² μm⁻¹的LIS event的平均辐射亮度。所有统计数据均在1° × 1°的网格上计算。