肇庆雷暴与防雷

雷暴产生于强烈发展的积雨云中，云中空气的垂直对流速度可达15m／s以上。由于云中常与冰晶世结，水滴破裂，微粒受电场的感应和带电微粒的重力分离，使云中带电机制十分复杂。通常云顶及云的上部带肴正电，云的中下部带有负电。当雷雨云下部负电荷积累到一定数量，局部电场强度超过大气的击穿电位（约30000v／cm）时，因空气电离产生的电子在强电场作用下，以极大的速度向下猛冲，与周围空气碰撞，产生连锁式的电子反应，电子愈来愈多，致使碰撞的原子处于激发状态。当这些原子返回基态时，则放出光子，而光子又通过光电离形成新的电子流与…     

盛夏季节防雷击

的夏季，地面强烈增温致使空气对流加强，往往产生雷雨云。在雷雨云中，云块都常有大量的正负电荷。由于云体内部各部分带电性质不同，形成了很强的电场，一般云中电场可达每厘米几千伏到几万伏，这样强的电场足以把大气击穿，而产生强烈的放电现象——闪电。同时又会放出大量的热，致使闪电路径上空气的温度瞬息间升高1～2万℃，气压突然增到上百个大气压。空气因急剧增热而膨胀，接着又迅速冷却而收缩，空气的这种剧烈振动，便形成了雷声。闪电和雷声统称为雷电。在地球上，平均每秒约有100次雷电发生。雷电具有极大的能量，仅一次普通的…     

积雨云与雷暴的观测技巧

在气象观测工作中 ,要真实准确地观测好积雨云和雷暴 ,需了解积雨云和雷暴形成的过程及特征并掌握正确的观测方法。1　积雨云和雷暴的形成及特征　　积雨云是一种对流云。积雨云是积云发展的第三个阶段 ,即淡积云→浓积云→积雨云。如果对流上限比浓积云所达的高度更高 ,此时浓积云的云顶就往上伸展 ,当上升到一般温度在 - 1 5℃以下的高空 ,即冻结高度时 ,云顶的过冷却水滴就开始冻结冰化 ,使云顶逐渐消失其清晰圆弧形轮廓 ,出现丝缕状结构 ,这时就形成积雨云。雷暴是积雨云强烈发展的结果。当云中的电位差达到一定数值时 ,就产生火花放电 …     

浅谈雷暴与闪电的观测记录

浅谈雷暴与闪电的观测记录姜庆芝（兴安盟气象处）雷暴和闪电都是积雨云中，云间或云地之间产生的放电现象。雷暴出现时有时闪电兼雷暴，有时只闻雷声而不见闪电。雷暴与闪电的观测记录方法《规范》中己有明确规定，但从报表审核发现，在雷电多发季节，疑误记录时有发生，...     

雷电

夏天经常可看到延伸至高空中的积雨云,雷电就发生在积雨云中。在积雨云中,水或冰的小颗粒会因强烈摩擦撞击而产生电荷,并分成正、负两种。由于在通常情况下空气不导电,电荷就会逐渐累积,等到超过一定限度之后,会一下子全部释放出来（放电）。正负电荷中和时产生很强的光,叫做闪电;放电现象发生时产生的热使得空气膨胀发出声音（雷鸣）,就是打雷。一般人们都是先看到闪电,后听到雷声,其实这两种现象是同时发生的。     

吉林地区一次雷暴云个例电和云微物理特征的模拟分析

利用三维强风暴动力一电藕合数值模式, 结合闪电定位仪资料、雷达回波资料及降水资料,分析了吉林地区一次雷暴云个例在发生第一次闪电前云内电场的发展情况及微物理变化过程,并与青藏高原一次典型雷暴过程进行了对比.结果表明:云发展成熟时,云中呈现上正下负及云下部次正的三极性分布,主负电荷区稳定在-10℃层附近,次正电荷区浓度较大;上升气流穿过-15℃层之上开始强起电;云中最大电场出现在上升速度达到最大值后回落的阶段;闪电频数与云发展的高度及回波强度有关,回波强度＞45 dBz时,云发展越高,闪电频数越大,云顶高度＜6 km时,闪电发生较少;青藏高原雷暴具有与我国北方雷暴明显不同的特征.     

气溶胶对雷暴云起电以及闪电发生率影响的数值模拟

本文利用二维耦合气溶胶模块的雷暴云起电模式,结合一次南京雷暴个例,进行250 m分辨率雷暴云起电模拟实验,探讨了气溶胶浓度对雷暴云空间电荷分布以及闪电发生率的影响。在这个气溶胶模块中,假定一个三模态的气溶胶对数分布,考虑了气溶胶活化过程。结果显示:(1)随着气溶胶浓度增大,雷暴云电荷结构保持为三极型。(2)当气溶胶浓度从50 cm-3增加至1000 cm-3时,水成物粒子浓度上升,雷暴云电荷量和闪电发生率增加明显。(3)气溶胶浓度在1000~3000 cm-3范围时,云水竞争限制了冰晶的增长,导致雷暴云上部主正电荷堆电荷量降低。云滴和霰粒子浓度缓慢上升促进中部主负电荷堆和底部次正电荷堆电荷量继续增大。闪电发生率保持稳定。(4)当气溶胶浓度大于3000 cm-3时,水成物粒子浓度稳定,云内的电荷量以及闪电发生率保持为一定量级。     

雷暴与闪电记录浅谈

雷暴与闪电同为积雨云云中、云间或云地之间产生的放电现象。闪电表现为放电时伴随的电光；雷暴则表现为闪电兼有雷声，有时亦可只闻雷声而不见闪电。在地面气象观测工作中，对于雷暴及闪电的记录方法，从国家气象局编制的《地面气象观测规范》到自治区气象局制定的《地面气象观测技术问题综合汇编》，都作了明确的技术规定。但在台站检查地面测报工作、抽查原始记录时发现．有为数不少的台站在记录雷暴和闪电时，出现两种错误的记法。第一种错误记法：雷暴停止之后，仍然存在的闪电天气现象没有照实记录；第二种错误记法：雷暴期间伴随的闪…     

甘肃中川地区云闪的多站同步观测及雷暴的等效电荷结构

利用甘肃中川地区GPS同步的7个测站闪电慢天线获得的电场变化资料, 通过非线性最小二乘法对2004年8月20日一次雷暴过程中的10次云闪进行了拟合分析, 估算了其所中和的电矩、 取向及空间位置等参量。结果表明, 其中5次云闪是雷暴云中部主负电荷区与其下部正电荷区之间的放电, 另外5次是中部主负电荷区与其上部正电荷区之间的放电, 对应的放电中心的海拔高度分别在3.2~5.6 km和6.8~7.7 km, 中和电矩分别约为4.56~61.0 C·km和 1.06~15.9 C·km。发生在雷暴云上部正电荷区与中部主负电荷区之间的闪电所中和电矩较发生在雷暴云中部主负电荷区与下部正电荷区之间的闪电所中和电矩小。结果证实了中国内陆高原地区雷暴云的上部和下部有两个正电荷区存在, 与闪电放电相联系的雷暴云电荷结构可用简化的三极性来代表。     

泰山雷暴气候特征

泰山雷暴气候特征陈善炳（山东省泰山气象站,泰安２７１０００）雷暴为积雨云云中、云间或云地之间产生的放电现象,表现为闪电兼有雷声,有时亦只闻雷声而不见闪电。由于云中大量的正负电荷的突然中和,能量很大,因此带来的危害也就很大,尤其给航空安全造成严重威胁。...     

大气环境层结对闪电活动影响的模拟研究

利用一个二维面对称雷暴云起电、放电模式,选取了北京地区3次雷暴过程的环境层结,计算并讨论了不同层结条件下雷暴中动力、微物理过程及其对起电、放电活动的影响。结果表明,上升速度和水汽条件是影响雷暴动力、微物理过程和闪电活动的最重要因子。上升速度的大小决定了雷暴发展到成熟的时间和雷暴的强弱,较强的上升气流有利于雷暴云在较短时间内达到较大的高度。而持续的上升气流和充足的水汽有利于雷暴的成熟期延长从而增强闪电活动。较强的上升速度和充足的水汽可以产生更多的对闪电起电、放电有直接影响的冰相物并能使其持续生成,从而形成较大的电荷浓度。较强的上升速度和不利的水汽条件也可以在某时形成较大的冰相物浓度,但冰相物难以持续生成。而较弱的上升速度和充足的水汽则容易形成暖云过程,对冰相物的生成也有不利影响。上升速度和水汽相互影响,又共同受到环境层结的支配。大气低层潮湿、中层湿度适中,较大的不稳定能量和一定量的对流抑制能量将有利于强闪电活动的发生。表现在大气不稳定参数的取值上,对流性稳定度指数的值小于-10℃(负值表示不稳定),对流有效位能值在1000 J/kg以上,对流抑制能量大于40 J/kg,700 hPa相当位温在340 K以上,700—400 hPa中层平均湿度在35%—85%,有利于强闪电活动的发生。     

一次雹暴的闪电特征和电荷结构演变研究

综合利用SAFIR3000三维闪电定位系统的全闪定位资料与雷达结合对2005年5月31日发生于北京的一次冰雹过程的闪电活动和电荷结构演变特征进行了综合分析.结果表明:该雷暴的闪电活动有两次活跃期,第一个活跃期产生了降雹,降雹结束后,闪电活动突然减少,之后的活跃期产生了更多的闪电,其中一部分处于云砧区.闪电活动峰值超前降雹5 min左右,闪电活动中的地闪仅占6.16%,但正地闪占总地闪的比例达20%,且降雹前的正地闪比例较降雹后要高·降雹发生后,正地闪很少发生.降雹阶段,参与放电的主要电荷区表现为反极性结构,-40℃左右区域为参与放电的主负电荷区,-15℃左右区域为参与放电的主正电荷区,在正电荷区之下,短暂存在一个较弱的负电荷区.降雹结束后,电荷结构经历了持续的快速调整过程,在第2次闪电活跃期,参与放电的主要区域表现为正常的三极性结构,即上正-中负-下正,受西风气流的影响,此三极性结构出现倾斜.动力和微物理过程的分析表明,闪电活动和电荷结构的特征与雷暴云内的动力、微物理过程紧密相关.文中对反极性电荷结构形成的可能机理进行了讨论,并且认为,具有强烈上升气流的灾害性天气可能更易形成反三极性的电荷结构,并在下部两个电衙区的作用下产生较多的正地闪.     

积云模式下三维闪电分形结构的数值模拟

为了提高积云模式对雷暴云内电过程的模拟能力,将Mansell提出的放电参数化方案在起始击穿阈值和闪电通道感应电荷的分配过程上进行改进,耦合了已有的三维强风暴动力—电耦合模式中。对STEPS(Severe Thunderstorm Electrification and Precipitation Study)试验中一次雷暴个例以及对中纬度地区理想雷暴个例的模拟表明,引入了新放电参数化方案的模式模拟出闪电在发展特性和几何结构上和观测结果有较好的一致性。模拟结果还表明:闪电的类型与极性取决于背景电荷结构以及闪电的起始位置,只有底部存在正电荷堆时才会产生负地闪,且负地闪的起始点均具有较高的负电势。闪电通道上感应电荷的沉降会改变通道附近水成物粒子上携带的电荷,这对雷暴云内复杂电荷结构的形成有重要作用。经统计,模拟的地闪和云闪通道的分形维数平均值分别为1.47和1.69。对起始击穿阈值的敏感性试验表明,随着起始击穿阈值的增大,首次闪电时间会向后推迟,当采用逃逸击穿时首次闪电产生的时间最早;闪电数量随起始击穿阈值的增大而减少;当使用固定击穿阈值(100,150和200 k V)时得到的云地闪比均小于使用逃逸击穿时得到的云地闪比,使用逃逸击穿时得到的云地闪比与观测结果最为接近。     

闪电产生氮氧化物(LNOX)及其输送过程的模式计算

利用三维强风暴动力电耦合模式,模拟分析了一次雷暴过程中放电活动特征及平流和湍流对LNOX的输送特征。结果表明,在中部负电荷区域的上边缘,对应上升气流区外围、水平流场中心部位的区域,因为放电传输距离较长,所以强放电区主要落在这些部位,且向上传输。在负电荷中心区也有少数放电点,但传输距离较短。闪电产生的氮氧化物逸出闪道后,被云中平流和湍流输送,最后在弱流场区域内形成LNOX浓度中心,峰值达9×10-9。LNOX的输送主要以平流为主,但在云底层及雷暴消散阶段,湍流输送也起重要作用。在雷暴云消亡期,LNOX的峰值为2.7×10-9,比晴天值大1个量级。     

雷暴云宏观特性对其电过程影响的数值模拟研究

利用一维雷暴云起电放电模式,初步模拟了STEPS(夏季雷暴降水与闪电研究计划)一次雷暴个例的一些基本电学特性。模拟的电荷结构为:雷暴云上部为正电荷,下部为负电荷,即符合典型雷暴云的偶极性电场分布特征,放电层电场随时间变化规律呈锯齿状分布。在此基础上,对云底高度和温度垂直递减率进行了敏感性试验,研究这两种因子对雷暴电过程的影响。结果表明:当云底高度降低时,放电高度升高,闪电频数增加,首次放电时间随之提前,即放电过程变强。温度垂直递减率增大,闪电频数降低,首次放电时间随之延后,正负电荷的分布范围减小。     

雷暴微物理过程对电活动影响的数值模拟研究

在一维时变雷暴云起电放电模式的基础上,分别利用对流降水试验合作计划(CCOPE)和夏季雷暴放电与降水研究(STEPS)一次雷暴的实测探空资料进行了初步模拟,并通过敏感性试验研究了软雹垂直通量、地面温度和反转温度对雷暴云起电放电过程的影响.模式考虑的冰晶生成机制为Fletcher 和H-M冰晶生成机制.对比CCOPE和STEPS雷暴个例的模拟与观测结果,发现垂直电场正负极大值出现的位置与实测结果较接近,但电场极值差异较大,模拟结果明显大于实测结果.敏感性试验表明,当软雹垂直通量增加时,雷暴云首次放电时间降低,而单位时间内发生闪电的次数(闪频)随之增大.当地面温度较高时,雷暴云中负电荷的垂直厚度较小,雷暴云的正、负电荷最大密度较大.当反转温度较低时,冰晶所带负电荷的垂直范围较大.在敏感性试验中,当模式中地面温度为32℃,反转温度＜-26℃时,雷暴云出现反极性电荷结构.该模式能较直观地模拟雷暴发展过程中的电荷结构和电场时空分布等.     

略谈雷暴的观测

积雨云的形成是产生雷暴的必要条件。由于大气电场的极化作用 ,使得积雨云在形成过程中一部分带正电荷 ,一部分带负电荷。这些电荷不断积累 ,又使积雨云内部和积雨云与大地之间的电场逐渐增强 ,并可能导致空气被击穿而出现强烈放电现象 ,这就是雷暴。这种放电现象发生在积雨云内或云地之间。强烈雷暴的发生 ,常伴随大风、大雨或冰雹出现 ,有时人畜还受直接雷击造成伤亡现象 ,或引起火灾或使建筑物倒塌 ,感应雷击还能致电子设备损坏等 ,给人类带来灾害。因而 ,准确的雷暴资料 ,对工业、农业、林业、建筑、水电、通信、航空计算机网络等都具有…     

闪电宽带电场三维定位及其回波特征

利用自制闪电宽带电场三维定位系统, 分析了山东地区一次雷暴过程闪电三维时空结构。结果表明, 在云内击穿放电整个时间序列中, 辐射源空间分布（对应强电场区分布）呈现明显的三极性分层电荷结构, 并分布在3个高度层次： 6~8 km为上部正电荷区, 4~6 km为中部负电荷, 2.5~4 km为下部次正电荷区。云内放电首先出现在中部负电荷区, 然后产生向上发展的负流光进入上部正电荷区传输, 形成向上发展的云闪; 随着雷暴发展, 产生向下发展的负流光进入下部次正电荷区, 形成向下发展的云闪, 且能维持到雷暴发展后期。结合雷达回波分析表明, 雷达回波的强度影响着闪电活动, 强回波区的增加会使得强电场区域增加, 但是强电场区域并不与最强回波区域对应, 除下部正电荷区的底部会有部分辐射源出现在回波强度为40~50 dBz的区域中以外, 大多数的辐射源出现在25~35 dBz的中等回波区范围内, 强回波区域中通常较少出现击穿放电。     

雷电对飞行的影响

雷暴云中常有电荷积累，并能形成很强的电场，造成闪电击，威胁飞行安全。即使有时云区电场没有达到击穿放电的强度，只由于飞机在雷暴云区高速运动时出现飞机起电、电晕会加强云中大气等电位面的畸变程度，而达到击穿放电的强度时，也会诱发闪电，造成闪电击。通常，雷电产生强大的电流，形成电磁场、光辐射、冲击波和电弧，这些现象都严重威胁飞机的安全。飞行员应采取必要的安全措施，避免闪电击的影响，保证飞行安全。     

广东的雷暴及其分布

雷暴是积雨云中、云间或云地之间所带的电荷产生一定电位差，发生放电和雷声的天气现象。雷暴常伴随冰雹、龙卷、大风和暴雨同时发生，常使通讯设施和高层建筑物遭到破坏，人民的生命安全受到危害。特别是雷电引入高电位时造成的危害更大。因此，为使人们对广东雷暴的情况有所了解。本文将全省气象台站自建站以来的雷暴资料进行统计和分析，现归纳如下：1广东省雷暴概况广东地处低纬，太阳辐射强烈，气温高。又濒临海洋，水汽来源丰富，空气湿度大，湿暖多雨。在热力、动力或地形等产生一定强度对抗时，会出现雷暴，就全省而言，一年四季都…