三次不同类型强对流天气过程的闪电特征对比分析

本文利用VLF/LF三维闪电监测定位资料,结合雷达及加密地面自动站等资料,详细对比分析了北京地区三次不同类型强对流天气过程的闪电活动特征,结果表明:(1)冰雹过程中闪电活动与雷达回波的对应性最好,随强回波区的移动而移动;雷暴大风过程中闪电活动与雷达强回波的对应性较差,闪电频数少且比较分散;对流性暴雨过程中,当块状回波刚进入北京范围时,闪电活动与雷达回波基本对应并且闪电密度很大,之后闪电频数减少且分布分散,但在回波发展加强形成55dBZ的线状回波后,闪电活动又增强且分布在线状回波的前部。(2)在冰雹、雷暴大风、对流性暴雨发生期间,闪电活动强烈,闪电频数从大到小依次为对流性暴雨过程、冰雹过程、雷暴大风过程;在冰雹过程中,云闪所占比例不断增大,至降雹结束后云闪数超过地闪数;雷暴大风过程中始终都是云闪活动占主要地位;对流性暴雨过程中始终是地闪尤其是负地闪活动占主要地位,但随着回波强度的增强云闪比增大。(3)云闪发生的平均高度冰雹过程最大,其次为对流性暴雨和雷暴大风过程;云闪的平均雷电流强度也有同样的比较关系。     

天上的“箭”与航海的“盾”

在地球的大气层中,每一瞬息之间都有轰隆作响的雷鸣和闪电,气象学家把这种带有雷鸣闪电的对流性天气系统称作雷暴。雷暴是由积雨云产生的自然现象,它往往伴随着阵雨、狂风或冰雹。雷暴可以是发生在带电云之间的雷电现象,也可以是发生在带电云和大地(包括海洋与陆地)之间的雷电现象。当空中积雨云所带的电向大地释放时就产生了落地雷击,又被称作霹雳,它对大地上的人畜、植物、建筑物等等造成了限大的危害。据科学家统计,在全球范围内差不多每秒钟就有近100次雷电奔驰落地,每     

基于主成分分析和结构方程模型的青海高原雷电环境特征

利用青海省53个气象台站的最小相对湿度、最大日降水量、冰雹日数、霾日数、雾日数、蒸发量和最大风速等观测资料和闪电定位资料,通过主成分分析和结构方程模型分析,研究闪电日数与以上各气象因子的关系以及青海省雷电环境特征,以期为青海省雷电灾害的防御和评估提供科学依据。研究结果表明：青海省年闪电日数在2.1～119.0 d之间,两个高值中心在玉树州南部和海南州北部,雷电活动最为密集、闪电发生频率最高的地区主要分布在青海省东部、玉树州、果洛州等地区;主成分分析、逐步回归分析和结构方程模型计算结果表明,冰雹日数、最大日降水量、最小相对湿度与闪电日数关系最为密切,均对雷电日数具有正向影响。     

陕西苹果果区冰雹灾害分布特征及风险区划

选取陕西省1961-2010年气象观测站冰雹观测数据,分析38个苹果基地县冰雹的时空分布特征,结合基础地理信息数据、社会经济统计数据和历史灾情等方面资料,基于自然灾害风险形成原理,从致灾因子危险性、承灾体易损性以及防灾减灾能力3个方面,构建陕西苹果冰雹灾害风险评估模型,利用GIS技术完成陕西苹果果区冰雹灾害风险区划。结果表明:1陕西苹果果区冰雹北多南少,高原和高山多于平川、盆地;延安、渭北西部果区多于渭北东部、关中西部果区;1970-1980年代是冰雹高发期且波动较大,1990年以后有所减少;降雹随季节变化明显,夏季冰雹日数最多,春秋次之;冰雹日变化呈单峰型,14∶00-19∶00是陕西苹果果区降雹的高峰时段,出现频次为78.7%。2陕西苹果果区冰雹灾害重度风险区主要分布在延安中西部,该区年平均雹日约2 d;中度风险区主要包括韩城、合阳、澄城、蒲城、富平北部、耀州区、淳化、彬县、长武大部及其北部所有非重度风险区,该区年平均雹日1~2 d;轻度风险区主要分布在关中西北部及东部部分地区,该区年平均雹日不足1 d。     

山西省夏季雷暴的区域性及影响因子分析

使用旋转经验正交函数分析方法对山西省69个测站1971-2004年夏季雷暴日数资料进行了研究,结果表明,夏季雷暴日数可划分为4个区域,分别是北部区、南部盆地区、南部山地区和中部区,其时间系数曲线显示:北部区雷暴呈少一多一少的变化趋势,南部盆地区呈显著的减少趋势,而南部山地区和中部区有增多趋势.进一步使用NCEP/NCAR资料,分别对北部区和南部盆地区雷暴异常时的同期500hPa环流场、水汽通量矢量场进行了合成分析,结果表明,北部区雷暴的异常,与中高纬度地区(乌拉尔山、贝加尔湖)环流异常和西北路水汽通量矢量异常有关;而南部盆地区的雷暴异常,与副热带地区环流异常和西南水汽通量矢量异常有关,说明了两地区雷暴影响因子的差异.     

京、津、冀地区地闪特征的统计分析

京、津、冀地区地闪的区域特征十分明显,利用该地区2004年的地闪的定位资料,通过分析得到以下主要结论:(1)正地闪占总闪的比率为10.86%,而各地区正地闪占总地闪的百分率与相应地闪产生地区的中心纬度之间都存在着很好的线性关系.由于与中、低纬度地区相比,高纬度地区雷暴云整体高度发展得较低,雷暴云中主正电荷区域的位置也较低,因此高纬度地区较中、低纬度地区的正地闪发生得多.(2)雷暴以7月份为最多,且7月份地闪次数的逐日分布较均匀.(3)地闪在空间分布上有4个相对较为集中的区域,这些区域主要是山地的迎风坡、或下垫面水汽的充足处、或人口相对集中的城市中心区.     

云南不同季节和区域冰雹云回波特征和预警指标对比

利用云南省472个冰雹过程的雷达资料,对比分析冰雹过程的雷达回波演变特征差异,采用高斯分布,分季节和区域对比冰雹预警指标。结果表明：夏秋季冰雹云回波强度、VIL特征参量比冬春季平均偏低,回波顶高,35 dBz和45 dBz高度比冬春季偏大、跃增快且持续时间长。滇中各参量降雹前跃增时间偏长,滇西地区回波强度特征值最强,降雹前跃增幅度小,滇西北各特征参量偏弱、持续时间短跃增快,滇东北各特征参量偏强,降雹前跃增幅度大。利用高斯拟合,以正态曲线面积84.1%的特征参量为阈值,建立云南不同季节和区域的冰雹预警指标,冬春季CR和各温度层回波强度预警高于夏秋季5 dBz,ET和各回波强度高度预警阈值低2 km,VIL预警指标阈值高5 kg/m²。滇西地区强度预警指标最强,滇东北次之,滇西北最弱,滇东北回波高度和VIL预警指标最大,滇西北次之,滇中和滇西最小。     

海南文昌火箭发射场雷电环境分析

利用海南省18个气象台站的雷暴人工观测资料和海南闪电定位网的观测资料,分析了海南文昌火箭发射场的雷暴特征和雷电环境,结果表明:海南岛的中部和北部雷暴活动较强,西部、东部和南部近海地区的雷暴活动较弱,文昌发射场处在北部较强的雷暴区;采用Krigine(克里格)方法拟合的结果为文昌火箭发射场雷暴日数的年变化从1982年以后逐渐减少,发射场一年中各月都有雷暴发生,4-10月为雷暴高发期;发射场西部、西北部和北部区域雷暴活动较其它区域要强,79%的雷电流强度小于40 kA,而只有5.9%的雷电流强度大于60 kA,一天中闪电的发生有两个高峰时段,一个出现在凌晨5时到6时,另一个时段出现在14时到18时,午后15时左右是闪电活动最频繁的时段。     

一次飑线过程的全闪活动特征分析

结合VLF/LF全闪定位系统、多普勒天气雷达、探空资料,对2013年7月5日江苏地区一次典型飑线过程的全闪活动特征进行了详细分析。结果表明:云地闪比的下降、上升预示着飑线过程中雷暴的加强、减弱;云闪主要分布在4~8 km高度,云闪频数最大值出现在5 km处;结合云闪变化情况和探空资料推测雷暴云内电荷为三极性电荷结构;对流区的闪电密度远大于层状云区。相比于正地闪,负地闪集中在雷达回波的强对流区。云闪发生位置更具随机性,易发生在弱回波区和层状云区;闪电的发生与云顶高度有很高的相关性,云闪发生位置与剖面反射率因子中强回波区的发展有很好的一致性。     

对西北地区冰雹影响因子的探讨

利用1971～2000年西北185站3～9月逐月和年冰雹次数,分析了其空间分布特征和时间演变规律.西北年冰雹次数有三个中心,一个在青海的曲麻莱为19.6次,另一个在新疆西部的昭苏为17.6次,第三个在青海的刚察为12.7次.冰雹主要出现在6～8月,总站次的月变化呈单峰型,最大值出现在6月为20.5次,其次是7月为17.8次,再是8月为14.4次.总站次的历年变化呈现下降趋势,这与该地区平均气温的历年变化呈现出相反的趋势.冰雹次数与拔海高度呈显著的正相关,相关系数高达0.783 9;年冰雹次数与年平均气温呈显著的负相关,相关系数高达-0.701 6;年降水量与年冰雹次数呈正相关,降水量大,年冰雹次数也多.     

黑龙江省雷暴发生规律及区划研究

利用相对频数法、t检验分析、信息扩散理论对黑龙江省1971-2000年80个气象站的雷暴时间、空间分布特征及变化规律进行分析研究,并结合G IS技术制成不同日数的雷暴概率区划图。研究得出：①30年来,黑龙江省雷暴天气总体上在波动中呈减少趋势,1976年、1987年为两突变年;年平均雷暴日数,中部、中南部最多,东部平原地区最少;全年雷暴最多日集中在6-8月,占全年的74%;②全省雷暴发生概率最高值区位于中部和中南部,最低值区位于东部。     

陕西雷暴灾害及时空分布特征

利用1971～2000年30年陕西93个气象站的逐日气象观测资料,对陕西雷暴的时间、空间分布特点和变化特征进行了分析,并对其影响进行了论述.分析结果表明:陕西雷暴天气30年来呈减少趋势,雷暴日数关中中部最少,陕北北部府谷最多.雷暴集中发生在5～8月.陕北、关中、陕南雷暴日变化规律基本相同,集中发生在午后14～22时.     

近42年成都地区雷暴的气候统计特征

利用成都地区5个测站1959—2000年的雷暴观测资料，通过数理统计和小波分析，研究了成都地区雷暴的气候特征。结果显示：成都地区年雷暴日数较多，年际变化较大，年雷暴日数有减小的变化趋势，每10a雷暴日数减少近4d；成都地区的雷暴有很强的季节性特点，集中出现在4—9月的5个月中，而夏季6，7，8三个月占7成以上；成都地区雷暴初日普遍在4月中旬，终日普遍在10月中旬，雷暴初／终日年际间差异很大。从小波分析结果看，成都、金堂、双流和蒲江4站近42a年来雷暴日数在1982年以前有12a左右的震荡周期，1982年以后表现为6a左右的周期；都江堰的年雷暴日数分布特征和其他4个测站有较大不同，主要表现为15a的震荡周期。     

低纬高原大气电场特征及其在预警中的应用

通过对2006年7月- 2007年6月云南地闪定位网探测资料和玉溪大气电场仪资料分析,研究了高原晴天大气电场和雷暴天气过程的电场演变特征.结果表明:高原晴天大气电场具有明显的日变化和月变化特征.低纬高原地区雷暴云具有偶极性和三极性两种结构,但大多数雷暴具有偶极性电荷结构,不同电荷结构的雷暴云的放电特征不同,偶极性时主要为负地闪,地闪活动较活跃;三极性时主要是正地闪,地闪活动较少.根据雷暴云近地面电场变化特征,探讨了大气电场仪预警地闪的方法,首次提出极性变化预警法,其命中率和提前预警时间都明显优于阈值预警法.     

江苏省雷暴气候特征分析

利用江苏省历年雷暴统计资料 ,运用保证率公式计算了江苏省各地区的雷暴可能初日和终日等时空特征 ,为采取相应措施预防雷带来的灾害提供了依据     

江西灾害性强雷电天气的雷达回波特征

使用常规地面报表A0资料、多普勒天气雷达资料,以及雷电数据和卫星云图等资料,进行了雷电和雷暴日的分布特征统计分析,重点对灾害性强雷电天气的雷达回波特征进行个例分析,以了解雷电和雷暴天气的活动规律和强雷电的雷达回波特征,提高预警预报的能力.结果表明:(1)雷电和雷暴天气具有明显的季节变化与日变化特征,每年2-5月集中在8-20时,6-9月集中在11-20时;(2)强雷电天气在雷达回波上表现为南北走向的回波带结构,当回波强度≥50dBZ、回波出现不断合并现象、强回波水平尺度较大、具有"指状"或"弓状"回波结构,以及出现陡直"零值线"和VIL超过50 kg/m2时,最易发生强雷电天气;(3)有时局部强单体凭着自身的发展,当强度≥50dBZ和VIL超过50 kg/m2时,也有可能出现局地强雷电天气.     

云南气象灾害的时空分布规律

云南主要的气象灾害有旱灾、洪灾、冷灾、雹灾、风灾和雷灾等6类,它们造成的经济损失超过地震灾害和地质灾害,是云南最大的自然灾害.6种主要气象灾害有明显的时空分布特征.旱灾区主要集中在滇东北、滇东、滇北和滇中地区;洪灾区主要集中在滇东北、滇东南、滇南和滇西南地区;冷灾区主要分布在滇东北、滇西北、滇东和滇中地区;雹灾区主要分布在滇东北、滇东、滇南、滇西北以及滇中局部地区;风灾区主要集中在滇东北、滇南地区;雷灾区主要集中在滇南、滇东南及滇北局部地区.旱灾以春季和初夏最为严重,洪灾主要出现在夏季和秋季,冷灾主要出现在冬春季和夏季,雹灾主要出现在春季和夏季,风灾主要出现在春季和夏季,雷灾主要出现在夏季和春季.     

一次雷暴天气发生发展的水汽图和红外云图特征分析

通过MTSAT的水汽图和红外云图,结合天气图、NCEP资料、地闪实况资料和探空数据对在高空急流影响下的暗区雷暴实例进行了对比分析。结果表明:暗区雷暴在卫星云图上表现为经过白天太阳辐射对晴空区(水汽图暗区)近地面的加热作用,大气不稳定能量增加,在一定条件下,午后强雷暴时常发生发展于高空急流左侧的晴空区中;而在水汽图上,高空急流与水汽图上的干区、湿区间有明显的联系,而这些联系又与强雷暴的发生发展有密切的关系,是雷暴发生发展的重要条件;在雷暴云发展过程中,地闪时空分布在卫星云图上有着明显的对应。     

1999-2008年湖南省暴雨特征分析

分析了1999-2008年湖南省暴雨的时空特征,并从地形和低空气流、水汽条件等方面分析了该省暴雨时空分异的原因。分析结果表明:(1)春季和夏季暴雨总日数较多;春季,湖南东部的西北、中部和西南部暴雨日数较多,且东部比西部暴雨总日数多;夏季西北和东南暴雨日数较多;秋季,东部暴雨总日数比西部多;冬季,暴雨分布在岳阳-益阳、株洲北部-衡阳北部-永州北部-邵阳南部这两条西南-东部走向的带状区域。(2)春季,湖南北部和西部日暴雨降水较多;夏季,湖南山区日暴雨降水较多,日暴雨降水从东南至西北呈多-少-多的带状分布。秋季,在临湘-平江-长沙县、长沙市域、望城-湘潭-衡山-衡阳市域-祁东-祁阳、永州市、双牌-蓝山、临武、嘉禾这一带状区域暴雨日平均降水较多;冬季,株洲北部-衡阳北部-永州北部邵阳南部一带的平均日暴雨降水较多。(3)冷暖气流交汇、山地对暖湿气流阻挡以及山地有利于湖南平原地区暖气团维持是该省暴雨时空分布一个重要原因。(4)春季和夏季水汽条件相对秋季和冬季充足,导致春季、夏季暴雨比秋季和冬季暴雨要多。