浅析雷暴观测中的若干注意事项

雷暴是一种重要天气现象,本文从鹤山市的地形、雷暴发生的规律、雷暴的记录、雷暴的发布等角度说明雷暴观测有哪些注意事项,从而说明准确观测雷暴的重要性.     

正镶白旗雷暴气候特征及其防御措施分析

基于正镶白旗1970—2007年的雷暴资料,对正镶白旗38年雷暴日数的年、季、月的变化特征进行了分析。分析表明:上世纪70年代以来雷暴呈减少趋势,年雷暴持续时期无明显变化;70、80、90年代至本世纪初雷暴逐年代减少;正镶白旗雷暴只发生在春、夏、秋三个季节,冬季无雷暴,季节性明显,夏季雷暴占全年的76%;雷暴的月变化明显,其中7月份雷暴活动最频繁,约占全年的三分之一。针对雷暴的气候变化特征及当今雷灾发生的新特点,对雷暴的防御措施进行初步探讨。     

雷暴系统活动的分析

雷暴有单体、群体和系统三种活动形式。雷暴单体构成雷暴群体,几个雷暴群体组成雷暴带,雷暴带向前传播形成雷暴系统。雷暴系统属中尺度系统,它是雷暴活动的主要形式。大多数灾害性天气诸如飑线、冰雹、局地暴雨、龙卷等,都与雷暴系统活动关联着,它们都发生在强雷暴系统上。为了提高对这类灾害性天气的预报准确率,本文试图以1963、1964年华东盛夏中小尺度分析资料,以及北京1973—1975年盛夏雷暴探测资料为基础,对雷暴系统活动规律做一些初步的综合分析。     

南京地区一次冬季雷暴过程的雷达回波特征分析

为研究雷暴发展过程中的雷达回波特征,利用S波段双偏振多普勒天气雷达对南京地区的雷暴进行了观测研究,利用雷达回波资料、地面大气电场数据、闪电定位数据及探空资料对比分析了2014年一次冬季雷暴过程与夏季雷暴的雷暴回波特征差异。分析结果表明:冬季雷暴的对流发展高度明显低于夏季雷暴,持续时间短,水平尺度小,有较大比例的正闪;影响冬季雷暴与夏季雷暴的成雷对流高度差异的主要因素是环境温度差异,冬季雷暴在较低的高度上,具有较低的环境温度,更有利于雷暴起电;对流单体中,霰粒子的存在是雷暴的一项重要特征。     

华南雷暴大风天气的环境条件分布特征

利用中国气象局提供的观测资料研究了2010—2014年华南雷暴大风和普通雷暴的空间分布特征,并将华南春夏两季雷暴大风和普通雷暴的大尺度环境条件进行对比。结果表明:研究的华南区域08—20时(北京时)夏季雷暴大风略多于春季,而普通雷暴夏季样本数约为春季的3.6倍,雷暴大风主要发生在粤西到珠江三角洲地区。相比于普通雷暴,雷暴大风天气发生的环境条件具有更强的条件性不稳定,斜压性和动力强迫更强。春季雷暴大风发生时环境中的大气可降水量和中高层湿度均比普通雷暴更大,而夏季反之。华南春季雷暴动力条件明显优于夏季,而夏季热力强迫的作用大于春季。     

北京地区的闪电时空分布特征及不同强度雷暴的贡献

利用北京闪电定位网(BLNET,Beijing Lightning Network)和SAFIR3000(Surveillance et Alerte Foudre par Interometrie Radioelectrique)定位网7年共423次雷暴的闪电资料,并按照雷暴产生闪电多少,同时参考雷达回波和雷暴持续时间,将雷暴划分为弱雷暴(≤1000次)、强雷暴(>1000次且≤10000次)和超强雷暴(>10000次),分析了北京地区的闪电时空分布特征及不同强度等级雷暴对闪电分布的贡献。北京总闪电密度最大值约为15.4 flashes km-2a(^-1),平均值约为1.9 flashes km^-2a(^-1),大于8 flashes km^-2a(^-1)的闪电密度高值区基本分布在海拔高度200 m等高线以下的平原地带。不同强度雷暴对总雷暴闪电总量贡献不同,弱雷暴(超强雷暴)次数多(少),产生的闪电少(多),超强雷暴和强雷暴产生的闪电分别占总雷暴闪电的37%和56%。不同强度雷暴对总雷暴的闪电密度高值中心分布和闪电日变化特征影响显著,昌平区东部、顺义区中东部和北京主城区是总雷暴闪电密度大于12 flashes km-2a(-1)的三个主要高值区中心,前两个高值中心受强雷暴影响大,而主城区高值中心主要受超强雷暴影响。总雷暴晚上频繁的闪电活动主要受超强雷暴和强雷暴影响,这两类雷暴晚上闪电活动活跃,分别占各自总闪电的69%和65%,而弱雷暴闪电活动白天陡增很快,对总雷暴午后的闪电活动影响大。另外,不同下垫面条件闪电日变化差异大,山区最强的闪电活动出现在白天,午后闪电活动增强很快,主峰值出现在北京时间18:00,而平原最强的闪电活动发生在晚上,平原(山麓)的主峰值比山区推迟了约1.5小时(1小时)。     

化州雷暴气候特征及其与ENSO的关系

利用化州1959年以来的雷暴资料与ENSO资料,分析化州雷暴时间分布特征以及ENSO事件对化州雷暴的异常活动产生的影响。分析表明,化州年平均雷暴日数为91.4 d,属强雷区,雷暴日数总体呈减少趋势且在1988年存在突变;雷暴初日呈推迟趋势,雷暴终日呈提前趋势。年际变化存在准2年和6年较短周期和15年左右的长周期振荡。化州全年各月均有可能出现雷暴,雷暴天气92.5%集中在汛期,峰值为6月和8月。多雷暴年66.7%出现在ENSO事件影响年,少雷暴年大部分出现在非ENSO事件影响年。厄尔尼诺影响年雷暴个数略多,峰值为6月,雷暴持续期偏长;拉尼娜影响年峰值为8月,雷暴持续期偏短。     

海南省澄迈县雷暴气候特征及其灾害防御

通过统计分析海南省澄迈县1959~2004年逐日雷暴资料,找出雷暴发生时空分布特征,统计1995~2004年10a雷暴发生的影响天气系统,计算出各天气系统影响下雷暴发生的概率。分析结果表明:澄迈县雷暴日46a平均雷暴频次437次,年际变化呈波动减少趋势,5~8月是雷暴发生的高发期,占全年雷暴的53%,16~17时是一天中发生雷暴的最高期,西南方向发生的雷暴略多于其他方向,澄迈县受西南低压槽、南海低压槽和副热带高压等天气系统影响时发生雷暴的概率较大。     

鄯善县近50a雷暴气候特征分析

通过统计整理鄯善县1961—2010年雷暴资料,分析雷暴的季节、年代、年际变化等特征。找出雷暴活动规律,发现雷暴出现具有明显的季节性,雷暴天气年代变化不大,年际频率变化明显。总结雷暴初终日分布规律,归纳雷暴初终日间隔日数特征。经过Pearson相关系数计算,阐述雷暴日数和降水量之间存在非常强的正相关性。     

济南雷暴气候特征分析

通过对1971—2005年济南雷暴资料分析表明:济南雷暴的空间分布呈从西南向东北方向递增且市区少、郊区多的特点;上世纪70年代以来全市雷暴呈减少趋势,市区雷暴呈增多趋势;济南雷暴只发生在春、夏、秋三个季节,主要发生在夏季,冬季无雷暴,季节性明显;济南雷暴具有明显的日变化特征,下午到前半夜为雷暴活跃期。     

人工观测与闪电定位探测雷暴日资料的对比分析

在对比分析人工观测雷暴日资料与闪电定位探测雷暴日资料的基础上,揭示了造成2种资料不一致的原因,并提出了应用闪电定位探测雷暴日资料时应注意的问题。研究结果认为,随着器测资料的积累。可提供1个客观的雷暴日分布场,从而改变人们对雷电分布的固有看法,以消除人工观测资料受多种因素影响而不够客观的局限。     

1951-2010年大连市雷暴气候统计特征

利用1951-2010年大连雷暴资料,通过数理统计、Mann-Kendall和Morlet小波分析等方法研究大连市雷暴的气候特征。结果表明：近60 a年大连市年平均雷暴日较多,年际和年代际变化较大,年雷暴日呈增加趋势,每10 a雷暴日增加0.5 d。初雷日明显提前,终雷日明显推迟。雷暴有很强的季节性特点,集中出现在5-9月,而6-8月占近6成;夏季多于秋季,冬季最少。逐月平均雷暴分布与月平均气温、月降水量呈同相单峰形,7月雷暴出现高峰值,10月雷暴锐减。雷暴出现频率以02-06时为最高,16-20时为最低。雷暴日数的年际和年代际变化存在不显著的2-4 a和14-16 a振荡周期,并且在1972年发生突变。     

新疆雷暴的统计特征

根据新疆地面气象记录月报表，整理出1961－1999年39年新疆90个气象观测站的雷暴天气现象资料并进行统计，结果表明：天山南脉，西部天山和天山中部是新疆雷暴的高发区，新疆雷暴集中于6－8月，多出现在午后至夜间。有半数以上的雷暴持续时间不超过半小时。     

汕头雷暴日异常环流背景特征

利用1951—2010年汕头气候观象台逐日雷暴资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了汕头雷暴日气候特征及雷暴日异常环流背景。结果表明：汕头雷暴日主要集中出现在4—9月,6月雷暴日最多。近60 a,汕头雷暴日呈显著的下降趋势,在1978年发生突变;汕头雷暴日存在多尺度振荡,主周期为25 a;500 hPa上贝加尔湖高脊、北方槽、南支槽和副热带高压的异常变化,是导致中国汕头雷暴日异常的环流系统,并且这些系统在雷暴日偏多、偏少年具有相反的变化特征。850 hPa上,在雷暴日偏多年,副热带西太平洋和孟加拉湾向中国汕头水汽输送明显增加;偏少年基本相反。     

呼伦贝尔市雷暴的时空分布特征及类型分析

利用呼伦贝尔市地区8个气象观测站1971—2000年的雷暴观测资料,统计分析了雷暴的时空分布特征并总结呼伦贝尔市雷暴的一般天气类型。结果显示:呼伦贝尔市雷暴日数的空间分布呈现出大兴安岭山地多、平原低地次之、草原地带较少的特点;各站的雷暴年际变化较大,有很强的季节性特点,集中出现在4—10月,夏季6—8月的雷暴次数占80%以上,发生雷暴的峰值时段在14—17时,雷暴日数具有较强年代际变化,呈明显的波动下降的特点;呼伦贝尔市雷暴天气有4种基本天气类型。     

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。     

重庆地区一次雷暴云电过程及其对初始云滴数浓度响应的数值模拟

采用耦合了Saunders和Takahashi两种非感应起电参数化方案的RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式,对重庆地区一次雷暴过程进行模拟,对比分析了两种起电参数化方案下,电荷开始分离时和雷暴云发展到成熟阶段时的水成物粒子的分布、所带电荷密度以及雷暴云的电荷结构分布。模拟结果表明,在Saunders起电参数化方案下,雷暴云的电荷结构从起电到放电都呈现偶极性特征,而在Takahashi参数化方案下,雷暴云的电荷结构则由反偶极性发展成正偶极性。为研究CCN(cloud condensation nuclei)对雷暴云的影响,本文进行了两组敏感性试验,随着云滴初始数浓度增加,雷暴云的电荷结构没有发生极性翻转,但雷暴云中电荷量增加,电荷分布区域变大,有利于闪电发生。在Saunders起电参数化方案下,当云滴初始数浓度大于2 000 cm-3时,电荷量变小。通过分析微物理量场和微物理过程发现,随着云滴初始数浓度增加,冰相粒子质量混合比增加,在Saunders起电参数化方案下,当云滴初始数浓度大于2 000 cm-3时,霰粒子质量混合比减小。验证了CCN的变化能影响云的微物理过程,从而影响雷暴云的电荷分布以及闪电的发生,尤其是冰相物质的变化显著影响了雷暴云的起电过程。     

海南儋州雷暴天气气候特征分析

利用1971-2000年儋州30年逐日雷暴观测资料,对海南儋州地区雷暴时间分布特点和变化规律进行分析研究,总结了儋州雷电活动的气候特征.结果表明:儋州年平均雷暴日数达111天,高发季节为每年5-8月,高发时段为午后13-17时,年雷暴日数年代际线性变化呈下降趋势,但二阶滑动平均变化趋势为先减后增.对1991-2000年雷暴产生的天气影响系统统计表明:儋州雷暴主要产生于冷空气、变暖的高压脊、热带气旋、副热带高压、热带低值系统5类天气系统中,有明显的季节特征.     

湖北东部雷暴大风雷达回波特征分析

通过对2003-2009年湖北省东部26个雷暴大风过程的雷达、地面、高空、NCEP6h再分析场等资料的研究,依据雷达回波形态特征,将造成雷暴大风的雷达回波分为3种类型,即单体型、弓状型和飑线型。统计分析了每种类型雷达回波强度、回波顶高、垂直液态含水量、中层辐合特征、入流急流、中气旋及环境场条件等特征,研究了这3种雷暴大风天气的雷达回波生命史演变规律,并建立了其雷达回波概念模型。分析表明,单体型雷暴大风提前预警难度较大,但对弓状型和飑线型雷暴大风多数可以提前30min左右做出预警。     

广州白云国际机场近46年来雷暴气候的统计特征

利用广州白云机场1956～2001年46年的逐时观测资料，通过数理统计和小波分析，揭示出白云机场雷暴气候的演变特征。结果表明:白云机场年平均出现雷暴日数为75.4天，初雷一般在3月1日，终雷一般在10月14日，一年12个月都有可能出现雷暴，其中雷暴多集中出现在4～9月份，以8月份出现最多，12月份出现最少；雷暴的历史演变有着较好的9～12年振荡周期，而且近46年来雷暴的发生有逐渐减小的趋势变化，另外雷暴有明显的季节和日变化特征。