临清市雷暴气候特征分析

利用1961-2000年临清市气象资料,统计了40年临清市雷暴日数年际、年变化和日变化特征.结果表明,雷暴日数可以划分为三个变化阶段;春、夏、秋季是临清市雷暴发生季节,雷暴主要出现在夏季,占全年的78%,其中7月份更是雷暴高发期,该月雷暴日数超过总日数的1/3;临清市雷暴出现时段比较集中,15-22时出现雷暴约占总数的90%.     

太平洋年代际振荡与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系

利用1961年1月至2012年12月太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)、NCEP/NCAR再分析环流数据集和江苏13个市级观测站点的夏季雷暴日数观测资料,分析了PDO与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系及其可能原因。结果表明,春季PDOI与江苏夏季雷暴日数均具有明显的年代际波动,两者年代际变化的趋势几乎相反:20世纪70年代中期以前和2006年以来,均对应PDO的冷位相和江苏夏季雷暴的多发时期,而20世纪70年代中后期至21世纪初,PDO处于暖位相期,江苏夏季雷暴频数明显偏少。PDO冷期,欧亚大陆和西太平洋地区夏季海平面气压和500 h Pa位势高度呈现大范围的负距平环流异常,近地面亚洲热低压显著增强,对流层中层极涡易于偏向亚洲区,青藏高原北部亚洲中部大槽加深,西太平洋副热带高压偏弱偏东,印缅槽偏强。在此环流形势下,夏季江淮流域上空低层有较强的异常西南水汽输送,江苏上空低层偏湿、中层偏干,上干下湿的垂直分布有利于对流不稳定的产生。同时,PDO冷期,江苏上空低层辐合、高层辐散,有明显的上升运动,并具有较强的低层垂直风切变,为夏季雷暴的发生、发展提供了有利的气象条件;PDO暖期,则情况相反。PDO作为一种比较稳定的年代际尺度的气候变率强信号,其对应的环流异常为雷暴现象这类中小尺度天气现象的发生、发展提供了重要的环境背景和气象条件。     

中国南方夏季降水年际变化与高低纬环流关系的数值模拟

利用区域气候模式RegCM4.4对我国南方夏季降水和大气环流进行30 a的数值模拟,通过与降水观测对比发现,模式能够较好模拟出我国东部地区夏季平均降水和年际变率的空间分布,模拟的南方地区(30 °N以南)年际变率略偏小。观测的我国南方夏季平均降水与模拟降水相关系数为0.51。观测和模拟结果均表明,典型涝年,中纬异常反气旋前方的东北风携带干冷空气,低纬异常反气旋后方的西南风携带暖湿空气,在我国南方汇合,导致南方降水异常增多,模式具有模拟我国夏季南方降水年际变化的能力。通过边界敏感性试验,去除高纬侧边界强迫的年际变化,我国东部降水偏多,南方夏季降水年际变化强度显著变弱;去除低纬度侧边界强迫的年际变化,模拟的我国南方降水偏少,长江及以北降水偏多,降水的空间分布形态发生明显的变化,而我国南方夏季降水年际变化强度基本不变。因此,中高纬环流强迫可较大程度影响我国南方降水年际变化的强度,低纬度环流强迫异常则会改变我国东部降水空间分布形态。      

东亚经向热力差异与华南夏季风及降水年际变化的关系

利用多年海表温度和中国测站近地面温度及降水资料,分析了夏季东亚地区经向热力差异的年际变化与华南夏季降水及华南夏季风环流变化的关系。结果表明:当黄河中下游及其附近地区地表气温偏高(低),华南偏低(高),则华南降水偏多(少),而江黄流域降水偏少(多)。在东亚地区夏季经向热力差异指数偏强年,南海北部至华南地区的夏季西南季风偏强,华南夏季降水偏多;弱指数年情况相反。     

近40年十堰市雷暴气候变化特征分析

利用1971-2010年十堰市7个气象观测站逐日雷暴资料,通过数理统计、小波变换、EOF分析和M-K检验,讨论了十堰市雷暴气候变化特征。结果表明,在近40年雷暴日数总体变化呈减少趋势,每10年雷暴日数减少1.26天,全年雷暴天数达23.5天。除12月无雷暴发生外,其余十一个月均有雷暴发生,4-9月雷暴日数占全年的94.5%,其中7-8月占58.7%,属于强雷季节。雷暴具有显着的年际和年代际变化特征,存在6年的显著年际周期,雷暴突变时期出现在20世纪80年代初。     

春夏东亚大气环流年代际转折的影响及其可能机理

本文通过多变量联合经验正交分解(MV-EOF)方法揭示了近30年(1979~2010年) 春季和夏季东亚大气环流所发生的年代际转折及其与中国南方降水年代际季节反相变化的内在联系,探讨了局地性大气热源年代际变化影响东亚大气环流年代际转折的可能机理.结果表明:(1)东亚大气环流春季第一模态和夏季第二模态在90年代中期都发生了明显的年代际转折;(2)与春季大气环流第一模态和夏季大气环流第二模态年代际转折相对应的是中国南方降水明显的年代际季节反相变化,即春季降水年代际减少,夏季降水年代际增多;(3)春季青藏高原和夏季贝加尔湖地区大气热源年代际变化对东亚大气环流年代际转折有一定贡献,是造成中国南方降水年代际季节反相变化的直接原因;(4)春季青藏高原大气热源的年代际减弱,使得高原东南侧的西南风减弱,导致中国南方上空水汽输送不足,春季降水减少.夏季贝加尔湖大气热源偶极型分布由“南负北正”转变为“南正北负”,由此在贝湖上空激发高压异常,使得夏季雨带北进受阻而停滞南方,造成中国南方夏季降水增多.     

青藏高原与黄土高原过渡区雷暴活动特征及东亚夏季风的影响

利用1951-2012年青藏高原与黄土高原过渡区(下称研究区)54个站点雷暴日数观测资料,分季节统计了研究区雷暴发生日数的年际和季节变化特征及其对东亚季风的响应。结果表明,研究区夏季雷暴日数最多,春季次之,秋季较少,冬季几乎无雷暴发生。青藏高原东部的甘南地区年平均雷暴日数最多,其次为祁连山东部的永登和乌鞘岭地区,靠近黄土高原地区的年平均雷暴日数相对较少,研究区雷暴日数总体呈下降趋势。夏季(6-8月)雷暴日数多年对应强夏季风年,雷暴日数少年对应弱夏季风年。东亚夏季风强年,研究区水汽通量明显偏大,西太平洋副热带高压西伸脊点位置偏东,新疆东侧和内蒙古西北侧500 hPa高度场偏低,蒙古热低压处于发展阶段,这些特点都有利于强对流天气的产生;东亚夏季风弱年,情况则相反。小波分析结果表明夏季雷暴日数与东亚夏季风都存在准30年的振荡周期。     

抚州市近59a雷暴气候特征及影响系统分析

利用1960─2018年抚州市11个气象站雷暴资料和NCEP再分析资料,采用线性趋势、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,分析了抚州市雷暴的时空分布特征及变化趋势,并分析了雷暴天气与气象要素的关系及其主要影响系统。结果表明:抚州市雷暴空间分布不均,东多西少,南多北少;年均雷暴日数有70.5 d,总体呈下降趋势,平均以-4.46 d·(10 a)-1速度减少。雷暴主要发生在春、夏季,两季雷暴日数占全年雷暴总日数的86.6%,雷暴发生频次春季以4月最多,夏季以8月最多;雷暴发生时间存在明显的日变化,主要发生在13─20时。雷暴日数在1987年发生突变,存在3～6 a的短周期、13～15 a的年代际周期变化和21 a左右的低频振荡。抚州市雷暴的天气形势主要有锋面型、高空槽(切变线)型、副热带高压边缘型、东风波与台风倒槽型。     

廊坊市雷暴气候特征及区划研究

利用廊坊市9个气象站1964—2011年的雷暴日资料,通过数理统计、线性趋势拟合和小波分析,研究了廊坊市近48 a来雷暴的时空分布特征和周期性特征,并结合信息扩散法,进行了不同雷暴日数下的概率区划.结果表明:廊坊市雷暴日的年际变化幅度较大,年均雷暴日数总体呈下降趋势,约每10 a减少2 d;廊坊市雷暴月、季变化呈明显的单峰型,雷暴主要发生在4—10月,其中夏季(6—8月)占全年的74.5%;中北部的雷暴日数明显多于南部地区;10a及以上周期在绝大部分地区具有全域性,而短周期3~5 a大多表现在20世纪90年代之前;随着雷暴日数的增大,雷暴发生高概率区逐渐北移,当雷暴日数异常偏大(>40 d)时,中部的部分地区也处于雷暴发生高概率区.     

夏季青藏高原上空热力异常与其上下游大气环流联系的研究进展

围绕夏季青藏高原热力异常与其上、下游大气环流在年际尺度变化上的联系,对最新的研究成果做了简要介绍。通过观测资料分析与数值试验,指出在年际尺度上夏季青藏高原热力异常与同期亚洲-太平洋涛动（APO）具有显著且稳定的联系,前者可能通过调节亚洲和中东太平洋热带外大尺度垂直环流异常影响后者。另外,夏季青藏高原热力异常对高原上空及更大范围上对流层温度的年际变化也有一定贡献,进而通过对上游大尺度环流的调节作用影响到同期西非萨赫勒地区的降水。夏季青藏高原热力异常只是导致其上、下游大气环流年际变化的一个原因,其他影响效应尚需进一步探讨。      

Three-Dimensional Numerical Simulations of the Effects of a Cold Water Surface on the Evolution and Propagation of Thunderstorms

The influences of large areas of semi-unbounded cold water surface on the evolution, propagation and precipitation production of thunderstorms are simulated by using a fully elastic three-dimensional numerical hailstorm model. Real sounding profiles for temperature, humidity and wind are employed. The model has successfully simulated the significant modification of the propagation path of thunderstorms near the cold water area. The path change can be either ‘along-bank’ or ‘toward-bank’, depending on the position of the storm system relative to convergence zone of the water-land circulation. The simulations also show that thunderstorms developing or propagating within the convergence zone of local circulation will be intensified and produce much heavier hail, whereas those over cold water surface or the air that has been cooled by the water will be strongly inhibited.The influence of the cold water surface on thunderstorm characters is largely dependent upon the direction and intensity of the low-level wind.     

南京雷与雨相互关系分析

根据南京气象观测站1951—2007年57 a雷暴日及降雨记录资料,分析了干雷、湿雷和雨中有雷比率的变化特征,得出:57 a来湿雷明显多于干雷,干、湿雷日气候倾向率都为负值,趋势减少,但湿雷减少更为明显;干、湿雷都是夏季最多,冬季最少;南京市从历年某天发生湿雷的概率得:历史上任意一天湿雷发生概率超过0.2的日期都集中在7、8月,其中南京发生湿雷最高概率在7月20日,与本省苏南和苏中各市基本一致,比苏北发生湿雷概率最高日期早5~6 d。南京雨中有雷比率主要分布在0.12~0.25之间,平均为0.19;雨中有雷的比率呈逐年缓慢下降趋势,但近几年出现雷暴的比率略有增多;各月雨中有雷比率呈单峰型,夏季比率较其他季节大。结合1961—2007年梅雨期资料,统计得出历年梅雨期有雷比率分布区间广,为0~0.9,梅雨期有雷平均比率为0.26,虽比全年雨中有雷的平均比率(0.19)还高些,但比梅雨所在的6—7月雨中有雷平均比率(0.39)低得多。分析还发现雷与不同级别降水关系有差异,与小雨呈负相关,而与中雨、大雨和暴雨呈正相关,与暴雨的相关性最好,6—8月大雨和暴雨中有雷的比率高达0.62~0.74。     

浅论大气电过程与天气气候

该文论述了大气电学在天气气候学研究中的渗透，并根据实测资料的对比分析、讨论了晴天大气电过程、雷暴和闪电与天气气候过程之间的相关性和可能的耦合机制。结果表明，区域和全球性雷暴活动是耦合机制的一个关键参量，闪电是直观量，能以参数化形式引入大气环流模式定量地讨论耦合机制；发展的全球电路概念有可能把太阳、大气和地层联结在一起进行整体研究。     

播撒金属丝对雷暴云电结构影响模拟研究

利用积云动力一起电二维轴对称模式,模拟分析了雷暴不同发展阶段在云中上升气流速度最大区播撒金属丝对雷暴云电结构的总体影响。通过与未播撒模拟结果相比较,发现各种降水粒子的荷电率及电场强度都有所减小,这种减小在雷暴发展的成熟阶段尤为明显,雷暴云内的扩散、电导和感应起电机制作用减弱。通过不同播撒位置和播撒率的敏感性试验得到,在云中强上升所泫区播撒对垂直电场的抑制效果比在云底和云顶更好,不同的播撒率引起的电     

融合临近预报技术探讨

融合临近预报系统是预报业务中将雷达回波外推和高分辨率数值模式等多种临近预报系统结合起来生成预报产品的预报系统。文章介绍了国内外几个主要的融合临近预报系统, 包括其所采用的外推预报系统、数值预报系统、融合技术以及各融合临近预报系统的优点及其局限性。在此基础上设计了一个简单的融合预报系统进行个例试验, 探讨了可能存在的问题及发展方向。     

Contribution of the ground corona ions to the convective charging mechanism

The convective charging mechanism of thunderclouds is based on the vertical transport of space charge generated by corona from ground irregularities under the influence of the surface electric field. The present work estimates the amount of charge which is expected to reach cloud base by conduction and convection processes during the lifetime of a thunderstorm. This estimate is made using the numerical model PICASSO, previously designed to characterize the evolution of this corona space charge between ground level and cloud base. Experimentally determined values of surface electric field are introduced into the model in order to initiate the computation. These values are based on six events documented during four different field experiments carried out in Florida and in France. As an upper limit, the convective transport is uniformly applied as a linearly increasing vertical air speed profile and competes with the conductive transport. The fraction of the positive charge generated at the surface by corona which finally reaches the upper limit of the layer varies between 26 and 86%, essentially depending on the electric field evolution at altitude. Assuming that the vertical transport conditions remain the same over an area of 10 km×10 km, the overall charge amount can be roughly estimated. It ranges between about 63 and over 300 C. Because the present assumptions probably lead to an overestimate of these amounts, such a range suggests that the convective charging mechanism is unlikely to be able to account for the major electrification process of the thundercloud. However, it could be considered as a relevant mechanism contributing to the lower positive charge center of the thundercloud, often observed close to cloud base.     

Lightning observations with the Strato-Tropospheric UHF and VHF radars at Arecibo, Puerto Rico

Observations were carried out at National Astronomy and Ionospheric Center (NAIC) in Puerto Rico with a dual-frequency (46.8MHz/430MHz) Strato-Tropospheric radar associated with ground-based precipitation and electrostatic field measurements. This experimental set-up is devoted to provide wind measurements and detection of clear air turbulence. During a thunderstorm event, VHF-UHF radar receivers detected wide frequency band radiation emitted by lightning flashes. We present in this paper observations of a specific storm for which lightning radiation and ionized lightning channel were fortuitously and simultaneously detected. A bi-level structure of the lightning flash channel is observed and is consistent with observations obtained previously by other authors with VHF lightning mapper.     

人工引发雷电对雷暴特性可能影响的观测与分析

利用地面电场,地面降雨和雷达资料就人工引发雷电对雷暴特性的可能影响进行了初步分析和讨论。     

雷暴云起电机制及其数值模拟的回顾与进展

对国内外有关雷暴云起电机制和起/放电模式的研究结果和进展进行了回顾,总结了这两方面研究的主要进展及所涉及的重要问题。详细介绍了离子、粒子及其他起电机制的发展历程,并从非云模式和云模式这两方面综述了国内外起/放电模式的一些结果和进展。目前对雷暴云内电荷的产生已有较为系统地了解,但仍需对雷暴内动力、微物理和起电过程及它们之间的相关性做更深入的研究。进一步完善雷暴云起/放电模式,并应用模拟结果和观测资料来研究动力、微物理过程及电结构的相互作用机制。     

雷暴云中闪电放电条件下的雨滴增长

从考虑雷暴云中电场力作用的水滴运动方程出发，利用球的正面阻力系数ψ和雷诺数Ｒｅ的实验关系，计算出水滴在外力作用下的瞬时运动速度，从而计算出环境电场作周期性变化时水滴增长的规律。