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。     

我国雷电灾害时空分布特征及预警

利用中国气象学会雷电防护委员会编印的《全国雷电灾害汇编》(1997-2006年中)10年的资料,分析了我国雷电灾害的分布和主要特征。同时,根据山西省30年来的地面气象站资料,利用自动站、闪电定位仪和新一代多普勒雷达等新型探测资料,采用OSR方法、FORTRAN和VB6.0等语言,建立了地区性雷电预警业务系统。     

2008年广西雷电活动和雷电灾害分析

利用闪电定位资料,对广西地区闪电活动的时间、强度和空间分布特征进行了分析。结果表明:闪电主要集中在春末仲夏发生,4-9月是闪电高发期(约占全年总闪电活动的98.33%),闪电活动绝大多数发生在午后至傍晚时分;云地闪电中负闪占绝大多数,正闪的平均强度大于负闪;闪电密度高值区主要位于桂东南、北部湾沿海地区和十万大山迎风面,闪电的空间分布差异与地形和水汽条件有很大关系。同时,根据2008年广西雷电灾害事例,分析了雷电灾害的特点和原因。     

基于inpolygon的区域外闪电剔除方法研究

闪电资料的完整性、准确性是雷电灾害风险评估的基础,将影响雷电灾害风险评估结果的准确性,并影响一系列依赖于闪电资料的科学研究。探究雷电地域分布时,区域外的数据不影响探究准确性,但探究雷电时间分布时,只有区域内的数据是有效的。针对用传统方法统计经纬度跨度形成的矩形区域内的闪电频次来代表某地区闪电频次出现的严重误差,首创以省市县地理底图为边界,应用inpolygon函数方法,简便快速地区分统计区域内外闪电数据,大幅提高闪电原始资料准确性。以江苏省为例,对比用传统疆界边缘经纬度所围矩形区域和用新方法统计江苏省边界所围区域的闪电频数,研究结果表明:用新方法统计的江苏省2012年的省内闪电数据占用传统矩形区域法统计的50.46%。也即,传统方法统计的2012年江苏省闪电频数误差高达98.18%。通过剔除省外闪电,得到省内真实有效的闪电频数数据,大大提高了雷电灾害风险评估和雷暴分布规律分析的准确性和可靠性。     

木里县森林火灾原因分析及闪电监测资料应用

2019年3月30日凉山州木里县雅砻江镇立尔村因雷击发生重大森林火灾的事件,致死30人,同时造成重大经济损失.根据现场目击者报告,通过对火场附近地理环境、气候特征和气象条件分析发现起火点附近承灾体极度脆弱.起火时段天气形势和卫星云图分析表明,起火时段火场附近有可能产生闪电的云系生成;应用全国三维闪电探测网、四川省雷电监...     

东北冷涡下两次雷电过程特性对比分析

利用卫星、闪电和电场等资料对2009年6月江苏的两次受东北冷涡影响所致的雷电过程进行对比分析,探讨了发生雷电过程的天气形势和卫星产品等对强对流天气的指示作用,初步得出了同一环流背景下的两次雷电过程的特征:两次雷电过程都具备了较好的不稳定条件,但由于能量分布的差异,过程影响范围有所不同;5日雷电过程伴随冰雹,其正闪比明显高于只有闪电发生的21日;相当黑体亮度温度高低预示着对流活动活跃程度,大部分闪电分布在云顶温度低值区,或者温度梯度较大的对流旺盛区域;两次过程电场快变抖动都提前于地闪发生。     

2007年5～8月云南省雷电活动特点和致灾因子分析

对2007年5～8月雷电活动及其灾害成因进行了分析,结果表明:云南雷电活动频繁,但空间分布不均匀;雷电活动的时间分布基本呈一峰一谷变化,峰值出现在17～18时,谷值出现在10～11时;雷击灾害发生的可能性不但与闪电频数有关,还与闪电强度有关,闪电一般发生在回波强度≥40 dBz、组合反射率≥45 dBz、回波顶高≥12 km的具有典型强对流特征的区域;回波强度越强、顶高越高,发生雷电的可能性越大,出现的雷电灾害越严重;低槽切变、两高辐合型北方系统以及南海低压、热带辐合带型、西行台风型南方热带系统为雷电的发生发展提供了有利的环流背景以及动力、热力或者水汽条件;雷电发生在SI<0℃和θse850-θse500>6℃的强烈对流不稳定区域内.     

云南致灾雷电过程的大气物理量结构特征

通过利用NCEP再分析气象资料和闪电定位系统监测资料对2007年云南主要致灾雷电过程进行对比诊断分析,结果表明:尽管雷电活动和导致的雷击灾害的地域差异较大,但频繁的雷电活动是导致雷击灾害的主要原因;云南雷电活动区域与高CAPE区域具有较好的对应关系,雷电一般发生在CAPE≥200J/kg的区域内,另外上升下沉气流之间形成的稳定垂直环流、倾斜深厚上升气流以及中低层上升气流、高层下沉气流的大气垂直结构非常利于云南雷电形成和雷击灾害事件发生,雷电易发区域从低层到高层垂直速度小于-1.0hPa/s,并且对流有效位能越大、上升运动越强烈,越有利于雷电产生和雷击灾害发生。     

基于天气分型的北京地区雷电潜势预报预警系统

对1997-2006年457个雷暴过程的环流形势进行对比分析,将北京地区的雷暴天气分为东北低涡低槽、贝蒙低涡低槽、西来槽等11种雷暴天气型;利用南郊观象台(54511站)的探空资料计算对流有效位能、抬升指数和相对风暴螺旋度等33个对流参数,通过与北京地区SAFAIR3000获取的闪电定位资料进行统计分析,提取BCAPE、BLI、MDCI、BIC、KNEW和SWISS等6个对流参数作为北京地区潜势预报参数;采用事件概率回归(REEP)方法,利用获取的6个对流参数作为变量,形成了11种雷暴天气型下的潜势预报方法。利用WRF模式的预报场,建立适用于北京地区3～36 h雷电潜势预报系统。个例实验结果表明其具有较好准确性。由于该系统建立过程中使用了高分辨率探测资料和中尺度模式的输出结果,实现了雷电潜势预报由点到面,由粗到细的突破,对北京地区雷电预警预报具有一定的应用价值。     

黑龙江省雷电活动气候特征分析

利用黑龙江省闪电定位网在2005年4月至2006年间得到的285347次地闪资料,分析了雷电参数的月变化、年变化及其空间分布的气候特征,结果显示,正闪占总闪的比例仅为5.84%和7%,地闪密度的高值中心分别在(127.3°E,46.3°N)和(123.5°E,52.9°N)附近;总体日变化特征明显,呈一峰一谷态势,分别为18时和10时;一年中雷电活动主要出现在7,8月份,正云地闪的平均强度明显大于负云地闪.云地闪主要集中在两个区域的分布表明雷电活动特征可以基本揭示该地区天气活动的时空分布规律.     

雷电灾害风险评估系统开发与应用

根据国标《GB/T21714.2-2008雷电防护》的雷电灾害风险评估原理和方法,结合国标《GB50057-1994(2000年版)建筑防雷设计规范》和《GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范》的相关方法,利用Del-phi7.0开发了集评估项目地理位置定位、闪电资料分析、建筑物评估和区域评估等功能的综合性雷电灾害风险评估系统。介绍了系统的需求分析、功能、特点和其中涉及的风险评估算法。利用该系统可快速、方便地完成各类项目雷电灾害风险评估工作,并自动生成word报告。     

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     

2014年云南昭通鲁甸6.5级地震灾区雷击风险分析及防御措施研究

地震灾区现场区域环境条件复杂,人员密集程度高,具有雷电灾害防御能力弱、群众防雷避险常识淡薄、防雷设施亟待完善的特点,特别是在雷电高发季节,雷击易造成群体性雷电灾害事件。本文以2014年云南昭通鲁甸6.5级地震灾区为例,在进行现场勘察、闪电监测资料综合分析和数据统计的基础上,开展地震灾区雷电活动时空分布特征研究,探讨不同类型的雷击损害风险对灾区可能造成的影响,针对灾区雷电灾害隐患突出的严峻形势,提出相应的对策措施及建议,为有效防御和减少雷电灾害对地震灾区带来的不利影响和公共安全隐患提供技术依据和决策参考。     

基于定位方式的雷电落点误差分析与筛选方法研究

雷电落点探测误差直接影响雷电灾害的定位确定。雷电定位系统监测到的雷电位置是根据定位方式原理确定的,雷电定位方式包含时差定位和磁方向定位。不同的定位方式可产生不同的定位误差,而雷电落点误差的存在可导致雷电预警、预报、风险区划评估出现错误。为减少由定位方式带来的落点误差,提高雷电数据的可靠性和通用性,根据雷电定位原理,分析了不同定位方式可能出现的位置误差,给出了雷电落点误差的计算模型和方法。结果表明:时差定位精度高于磁方向定位;四种定位方式按优劣排名依次是:三站混合、四站算法、二站混合、二站振幅;落点误差的产生主要来自于二站振幅;二站混合有一定的误差,但比二站振幅小;在湖南,雷电落点误差主要分布在衡阳—郴州、安化—张家界基延线及怀化的新晃、通道等地。并认为:在湖南西部的保靖、西南部的靖州、南部的江华(或附近县)增置测站,可大幅降低湖南雷电探测误差并提高所在地域的探测效率。     

“3·23”云南省景谷傣族彝族自治县冰雹灾害天气原因分析

从防灾减灾的角度,以"3·23"景谷县冰雹灾害天气为例,运用国家级站降水实况资料、卫星资料、闪电定位仪资料、Micaps常规资料、区域自动站资料和新一代天气雷达体扫资料等,分别对这次灾害天气过程进行预警指标分析,并采用美国NEXRAD的新一代冰雹探测算法,对该灾害天气过程进行了检验。分析表明:该灾害主要由冰雹天气过程造成;从雷达资料和闪电定位仪资料能够清晰准确反映冰雹天气过程的发生发展过程,具有较好的防灾价值,雷达观测的几个要素指标能较好的预示受灾的区域和强度,闪电频次、回波强度、强回波顶高、中气旋等指标能为这类灾害性天气提供短临预警依据;同时,冰雹灾害性天气通常伴随雷电、大风等灾害天气,也会造成重大灾害。另外,也应注意到冰雹天气通常是局地中小尺度的,但分析发现局地中小尺度的灾害天气也常有大尺度的天气背景作用,可从探空资料加以分析。     

河北省雷电灾害风险区划研究

河北省雷电灾害频发,造成重大损失,引发社会大量关注,2017年中国气象局发布了雷电灾害区划技术指南。雄安新区雷电灾害风险区划可以为新区发展规划提供参考。依据自然灾害分析原理,参照雷电灾害区划技术指南,选用致灾因子危险性和承灾体易损性为分析因子,利用2010-2016年河北省闪电定位网观测数据、地理信息数据及社会经济数据,选取地闪密度、地闪强度、土壤电导率、海拔高度以及地形起伏5个指标分析致灾因子的危险性,人口密度、GDP密度、防护能力以及城镇化率4个指标分析承灾体的易损性。通过计算雷电灾害风险指数,运用自然断点法,最终得到河北省雷电灾害风险区划。河北省雷电灾害高风险区分布于唐山市东南部、石家庄市、沧州市中东部、承德市东南部、张家口市西南部。雄安新区在进行雷电灾害防治时应重点关注容城县和雄县。该区划结果与河北省2015-2017年雷灾实际造成的经济损失状况大致相符。     

生命探测信号在强震作用下的波动特性分离

地震灾害严重影响着人们的生命财产安全,在震后的恶劣环境下抗震救灾的难度也更大,这对救援技术和生命探测设备方面提出了更高的要求。当前抗震救援设备尤其是生命信号探索设备存在体积庞大、探测范围较小、操作复杂、抗干扰能力较差等问题,常常难以对生命信号的有效性以及生命信号的精确范围进行判断。针对以上问题,基于强震下的波动特性分离方法提出更精准探测生命信号的微型声波生命探测系统,以便快速完成震后救援和清理工作。通过试验对该系统进行验证,证实微型声波生命探测系统对生命信号的探测范围广、抗干扰能强、对生命信号定位判断十分精准,对更好的完成抗震救灾工作具有十分重要的意义。     

西北地区雷暴气候特征分析

雷电产生于中尺度对流天气系统,具有明显的局地和时效特征,对西北地区气象站点历史雷暴资料的统计发现,夏季最强,春秋次之,冬季几乎无雷暴发生;地理分布呈三大中心区;与海拔高度、经度、纬度的相关分析及年际变化分析表明,地形地势是影响该地区雷暴的主要因子.高原上的雷暴云较其它地区容易产生冰雹,冰雹日数与雷暴日数比值最大为0.36.西北夏季大部分地方的闪电密度小于1个.km-2.a-1,夏季3个月的闪电密度有3个最强中心,新疆西部是最强的闪电密度中心,超过9个.km-2.a-1,7月中心最强,6月次之,8月较弱.     

风灾压不倒金山人

1991年8月7日晚上,一股罕见的龙卷风从西南向东北方向席卷而来,飓风夹着闪电和暴雨,仅仅30分钟,给上海市金山枫泾至朱泾的北部地区带来一场前所未有的灾难。     

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。