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。     

信息扩散技术在重大雷灾预测中的应用

对重大雷灾的研究和预测能够为防灾减灾及政府相关部门的决策提供科学依据。由于历年重大雷灾样本数过少,应用统计方法得出的预测结果会产生很大的误差。以福建省为例,分析了2000～2006年全省的雷灾变化趋势,并尝试利用信息扩散技术对全省重大雷灾进行预测。结果表明:雷灾总数呈现逐年递增趋势,而重大雷灾事故的发生次数没有明显变化;福建省每年重大雷灾的出现次数集中在27～40次之间,其累积概率约为70%,重大雷灾年累计次数小于20次或大于45次的可能性几乎为0;重大雷灾次数大于34次的发生概率约为2年一遇,大于42次的发生概率大约为10年一遇。     

干、湿环境下中尺度对流系统发生的环流背景和地面特征分析

对2007～2010 年暖季(6～9 月)发生在江淮和黄淮流域46 个对流天气过程的环流背景和地面特征进行了统计研究。根据整层可降水量小于或大于等于50 mm 将这些个例发生的环境分成干环境(10 个个例)和湿环境(36 个个例)。干环境下发生强对流的天气形势可以分为槽后型和副高边缘型,湿环境下的天气形势可分为槽前型、副高边缘型和槽后型,湿环境下有明显的暖湿区配合。湿环境下槽前型发生的概率最高,地面系统较为复杂,有静止锋、倒槽、冷锋和暖锋,而干环境下在本研究的个例中无槽前型发生。干、湿环境下副高边缘型的对流,从地面到500 hPa 都发生在副高后部的“S”流型的拐弯处,但部分湿环境个例低层有切变线。干环境下槽后型的发生概率较高,而湿环境下发生概率则相对较少。由这些研究表明,干、湿环境下强对流系统的触发和维持机制存在明显的差异。     

天津地区雷电流幅值及累积概率分布特征

为研究天津地区雷电流幅值特征,选取2008—2018年ADTD闪电定位数据,研究分析了雷电流幅值时间分布特征和累积概率分布特征。结果表明:天津地区11 a间共计发生闪电106474次,负闪占比89.26%,远高于正闪;雷电流幅值主要集中在2—100 kA,占闪电总数的97.76%,160—200 kA范围内的闪电次数较少,平均正闪电流强度明显大于负闪电流强度;雷电流强度季节特征较为显著,正闪雷电流强度呈双峰分布,负闪雷电流强度分布较为平均,春季正闪活动频繁,秋季次之,夏季负闪频发,冬季雷电活动发生较少,以正闪居多;雷电流高于25 kA时,正闪电流幅值累积概率显著高于负闪,低于25 kA时,负闪电流幅值累积概率高于正闪。负闪电流幅值的累积概率分布与总闪更为接近,与正闪分布差异显著,闪电总数电流累计概率分布主要受负闪影响。通过对比分析发现IEEE工作组(电气与电子工程师协会)推荐的累积概率分布函数更适合于天津地区,特别是雷电流幅值在25—55 kA范围内时,累积概率与推荐公式基本相同。将天津地区雷电流幅值累积概率公式尝试应用于雷电灾害风险评估中,可为精准确定雷电灾害风险评估参数P_(B)取值,精确计算雷击建筑物损失风险提供参考。     

基于GB 50057的侧击雷电流特征分析

侧击雷防护是高层建筑(含超高层)雷电防护的重要内容之一。以第二类防雷建筑为例,结合电气几何模型和雷电流特性,分析了高层建筑侧击雷的雷电流幅值范围及其概率分布特征。结果表明:建筑物越高,雷电侧击概率越大,且与建筑物高度成指数关系增长;建筑物越高,发生雷电侧击的雷电流幅值范围越大。基于此,讨论了防雷工程中常见的侧击雷防护技术问题,为高层建筑的侧击雷防护提供参考。     

全国雷电灾害分析及雷灾经济损失预测

利用中国气象局雷电防护管理办公室编写的《1998-2008年全国雷电灾害汇编》资料,对1998-2008年全国雷电灾害进行了时间、空间、行业分布,经济损失,人员伤亡等方面的统计分析。结果表明:我国近11 a雷电灾害总体上呈增长趋势,每年的6-8月为雷灾的高发期。我国雷灾在地域上的分布主要集中在华南沿海和华东沿海地区。全国雷灾涉及行业最为严重的是电力业。近年来因雷电导致的建筑物损害、供电故障、火灾爆炸事故次数之间的整体比例为9∶5∶3,建筑物损害的事故发生最多,但火灾爆炸事故的经济损失最大。我国近年来所发生雷灾中因雷电致死致伤的人员比例为1∶1。利用上述统计分析结果,运用灰色关联法,预测2009-2012年间我国雷灾直接经济损失年均40591.53万元。     

雷电流幅值概率分布特征及累积概率分段修订

为了研究雷电流幅值概率分布特性及雷电流幅值累积概率曲线拟合效果,以满足防雷工程设计和雷击风险评估工作需要,根据湖北省2007—2013年雷电定位系统(Lightning Location System,LLS)监测的雷电流幅值资料,统计分析了雷电流幅值累积概率和密度分布特征。结果表明:正闪和负闪电雷电流幅值累积概率分布差异较大,负闪电雷电流幅值累积概率分布比正闪电更集中,负闪和总闪电的雷电流幅值累积概率分布曲线基本相同;雷电流幅值强度大部分集中在10~50kA。根据IEEE推荐的雷电流幅值累积概率分布表达式,拟合了不同极性的雷电流幅值累积概率分布公式。雷电流幅值小于110kA时,采用IEEE拟合公式计算的雷电流幅值累积概率与实测值间的相对误差较小;雷电流幅值大于110kA时,计算值与实测值间的相对误差随雷电流幅值的增加而增大。采用该文给出的分段修订公式,计算在110kA以上的雷电流幅值累积概率与实测值间的相对误差在2%以内。由IEEE推荐表达式拟合雷电流幅值累积概率分布和概率密度分布时,负闪和总闪电雷电流幅值累积概率分布拟合效果明显比正闪电好,其原因可能与正闪电分布特性有关。     

青海省东部农业区季节性干旱成因及其发生规律研究——以乐都县为例

结合多年气象资料系统研究东部农业区季节性干旱成因与发生规律结果表明,该区季节性干旱严重,"土壤—作物"干旱年发生概率为55.4%,其中≥中等干旱年发生概率为25.9%,气候性干旱(Z值法)年发生概率为34.1%,其中≥中等干旱年发生概率为11.4%。3～8月份为年内高发期,以春季发生频率最高;"土壤—作物"干旱明显大于气候性干旱;气候性干旱(Z值法)统计分析的结果更接近实际情况。根据气候性干旱(Z值法)发生概率,在20世纪60年代、70年代、80年代和90年代该县各发生干旱5a、3a、2a和3a,2000年以后5a中发生干旱2a,表明青海省东部浅山丘陵地区抵御季节性干旱的能力仍然没有好转,农业生态系统抗逆性能仍在不断退化。     

深圳市雷暴天气气候变化特征分析

利用深圳市1953~2005年逐日雷暴资料,通过数理统计、线性分析、突变分析、小波分析等方法,得出了深圳市雷暴天气的气候变化特征。结果表明:深圳市属于雷暴多发区,53a平均雷暴日数为68.2d;年雷暴日数年际变化辐度大,最多年为103d,而最少年仅为47d,最大值与最小值相差1倍多;初雷一般出现在3月上旬,终雷一般出现在10月中旬,而且初雷的发生,有越来越早的趋势,终雷结束时间有越来越晚的趋势;全年各月均有出现雷暴的可能,但雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中出现在夏季,冬季雷暴出现的概率非常低,且53a来雷暴的发生有逐渐减少的趋势,气候倾向率为-1.8d/10a。另外深圳市雷暴的年际变化存在着准3a较短周期和11a、19a左右的长周期振荡。     

延安地区雷电流幅值累积概率分布特征及计算公式

利用陕西省雷电定位系统资料分析了延安地区2009—2012年的雷电流数据,并对多种雷电流幅值累积概率公式进行了比较分析,同时引入雷电流概率密度公式,列举实例,分析了各累积概率公式所拟合的曲线与实测值所绘制曲线的误差,并根据分析结果给出了该地区带有未知系数α、β的雷电流幅值累积概率计算公式,利用Matlab的Cftool工具中的最小二乘曲线拟合方法对地闪进行拟合,求出拟合误差最小和拟合效果最好时的α、β值,得出了该地区更为精确的雷电流幅值累积概率计算公式,并利用该地区2013年的雷电流数据对推导出的公式进行了准确性验证.结果表明：正闪的平均雷电流幅值明显大于负闪,而负闪的雷电流幅值分布比正闪的分布相对更集中;正闪的雷电流幅值累积概率的分布曲线比较平缓,而负闪的相对比较陡峭;利用规程公式拟合的曲线与实测值对应的曲线差异较大,而利用IEEE Std和CIGRE推荐公式分别拟合的曲线与实测值对应曲线的变化趋势一致,相比规程公式IEEE Std的误差明显减小;当α=36.04,β=4.349时,拟合误差最小,拟合效果最好,并且发现雷电流I_c在0~150 kA时,拟合误差在-0.025~0.018,当I_c=35 kA时,拟合误差最大,为0.025,当I_c大于150 kA时,拟合误差趋于0.