Study of cloud‐to‐ground lightning in Quebec: 1996–2005

Abstract

Using data from Hydro‐Québec, a spatio‐temporal summary study of cloud‐to‐ground lightning in Quebec (45°‐53 °N; 81 °‐65° W) for the 1996–2005 period was performed on a sample of close to four million lightning strokes. The annual number of lightning strokes and the ratio of negative to positive lightning (76:24) do not differ significantly from one year to the next. Despite the fact that there was an average of 239 lightning days per year, the lightning strokes were concentrated over a period of a few days. Between 1996 and 2005, 50% of the total annual lightning was distributed over 11 days, 75% over 25 days, and 90% over 44 days. Overall, the peak in the average annual cycle occurs on 15 July. Between 1996 and 2002, the number of days with at least one positive lightning stroke remained higher than the number of days with at least one negative lightning stroke. This tendency reversed from 2003 until 2005. Most of the annual lightning occurred during June, July and August. The average minimum number of lightning strokes per hour occurred at approximately 14:00 utc, and the maximum number occurred at 21:00 UTC. The ratio of positive lightning to negative remained constant throughout the day.

Both the density and the number of lightning days were mapped for the 10‐year period. The spatial distribution of lightning indicates a higher density in the southern and western parts of the study area with an average of 0.52 to 1.27 lightning strokes km⁻² yr⁻¹. The St. Lawrence Lowlands ecoregion receives the greatest number of lightning strokes annually (from 0.73 to 1.27 km⁻² yr⁻¹). The spatial distribution of the number of lightning days per year is approximately the same as that of the density. The same two gradient axes can be observed crossing from north to south and from east to west. The spatial distribution of the percentage of positive lightning strokes varies considerably in the area, ranging from 0 to 65% depending on the location. While the St. Lawrence Lowlands ecoregion has the highest density and highest number of lightning days, it also has the lowest number of positive strokes. Additional research must be done to establish a correlation between our results and environmental variables, such as topography and vegetation, as well as the spatial variations of lightning and instances of forest fire.

Résumé

[Traduit par la rédaction] À partir des données d'Hydro‐Québec, nous avons effectué une étude spatiotemporelle sommaire des éclairs nuage‐sol au Québec (45°‐53°N; 81°‐65°O) durant la période 1996–2005 sur un échantillon de près de 4 millions de décharges électriques. Le nombre annuel de décharges électriques et le rapport éclairs positifs sur éclairs négatifs (76/24) varie peu d'une année à l'autre. Même s'il y a eu en moyenne 239 jours d'éclairs par année, les décharges étaient concentrées sur une période de quelques jours. Entre 1996 et 2005, 50 % du nombre annuel total d'éclairs étaient distribués sur 11 jours, 75 % sur 25 jours et 90 % sur 44 jours. Dans l'ensemble, la crête du cycle annuel moyen se produit le 15 juillet. Entre 1996 et 2002, le nombre de jours avec au moins une décharge positive est demeuré plus élevé que le nombre de jours avec au moins une décharge négative. La tendance s'est inversée de 2003 à 2005. La plupart des éclairs pendant une année quelconque se sont produits en juin, juillet et août. Le nombre minimum moyen de décharges par heure s'est produit vers 14 UTC et le nombre maximum moyen s'est produit vers 21 UTC. Le pourcentage de décharges positives est demeuré constant durant toute la journée.

Nous avons cartographié à la fois la densité et le nombre de jours d'éclairs pour la période de 10 ans. La distribution spatiale des éclairs révèle une densité plus élevée dans les parties sud et ouest de la région étudiée, avec une moyenne de 0,52 à 1,27 décharge km⁻² an⁻¹. La région écologique des basses‐terres du Saint‐Laurent reçoit le plus grand nombre de décharges électriques sur une année (de 0,73 à 1,27 km⁻² an⁻¹). La distribution spatiale du nombre annuel de jours d'éclairs est approximativement la même que celle de la densité. On peut observer les deux mêmes axes de gradient s'étendre du nord au sud et de l'est à l'ouest. La distribution spatiale du pourcentage de décharges électriques positives varie considérablement dans la région, allant de 0 à 65 % selon l'endroit. Bien que la région écologique des basses‐terres du Saint‐Laurent ait la plus forte densité et le plus grand nombre de jours d'éclairs, c'est dans cette région qu'on observe le plus petit nombre de décharges positives. D'autres recherches restent à faire pour établir une corrélation entre nos résultats et les variables environnementales, comme la topographie et la végétation, ainsi que les variations spatiales des éclairs et des feux de forêt.

Notes

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