毕节地区雷电监测、预报、预警方法研究

利用闪电定位监测系统、天气雷达系统、地面气象站构成雷电监测网络,结合气象卫星资料、高空探测资料和天气影响系统进行综合分析,进一步了解、掌握雷电发生发展物理过程和雷电形成机制,做出雷暴天气潜势、短时和临近预报、达到对雷暴等强对流灾害性天气的监测和预警。     

雷电天气短时临近预警报系统

用1996～2005年Micaps系统高空、地面报文资料和福建省地面气象观测站的雷暴实况资料,分析福建雷暴气候特征、雷暴天气系统类型;从产生雷暴天气的物理条件,统计分析得出福建雷暴天气的物理预报因子及不同季节的预报指标;用2003～2005年龙岩市雷暴实况资料和龙岩新一代多普勒天气雷达产品CR及ET资料,统计得到不同季节产生雷暴天气的龙岩新一代多普勒天气雷达产品预报指标.研制福建0～12h雷电天气预警及龙岩市0～1h雷电天气短时临近预报系统.     

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。     

美国陆军大气科学实验室雷暴智能预报系统概述

1 引言为了帮助参谋部天气官员,美国陆军大气科学实验室(ASL)对最先由空军气象局开发的PC型探测分析程序进行了改进。此程序包括雷暴智能预报系统(TIPS),即用于预报与对流风暴有关的雷暴和强天气事件的ASL专家系统。Colquhoun(1987年)     

开封盛夏雷暴的短期预报

短期雷暴预报要求准确率高,操作过程简便。我们采取要素指标和形势指标逐步过滤的办法,先把肯定无雷暴的天气过程过滤掉,然后采用不同的预报方法分别预报有无雷暴、雷暴大风和雷暴降水量。 用当天11时前的资料,预报当天11时至次日06时有无雷暴及其强度,预报时效为19小时。制作有无雷暴的预报方法使用1969—1973年7—8月的资料;雷暴大风的预报方     

陕西大范围雷暴850hPa能流场特征分析

利用历史天气图和陕西全省逐日天气现象资料,统计分析850hPa能流场的特征与陕西大范围雷暴天气的关系。结果表明:850hPa能流场对陕西雷暴天气有很大的贡献;总结出陕西大范围雷暴天气发生时,θse场中的暖湿舌、高能轴、锋区及附近流场耦合系统的特征及指标,形成具有预报意义的陕西分区雷暴预报指标,为雷暴的潜势预报提供基础研究指标依据。     

闪电气象学研究进展

闪电气象学是随着现代闪电探测和定位技术的发展与应用而不断发展起来的一个学科,也是大气电学和气象学的重要交叉学科分支。综述了近年来中国在闪电气象学方面的发展和研究进展,主要从5个方面进行阐述和回顾：在闪电气象学研究中发挥了重要作用的现代闪电探测和定位技术,不同类型强对流天气系统的闪电活动特征,闪电活动与雷暴的动力、微物理结构的关系,雷暴电荷结构探测和数值模拟,以及闪电资料同化方法及其在强对流天气中的预警预报作用和闪电的预报等,并指出了中国闪电气象学今后的努力方向。     

大理机场雷暴特征及潜势预报分析

利用大理机场5年天气观测资料和FNL 1.0X1.0数据,对大理机场雷暴特征及潜势预报进行分析,结果发现：大理机场全年各月都有可能出现雷暴天气,雷暴天气主要出现在6~9月,每年7月和8月雷暴天气出现最为频繁;雷暴天气持续时间0~1小时的次数最多,持续时间1~2小时的雷暴也比较常见,持续时间4~6小时的次数较少,没有出现持续时间6小时以上的雷暴;雷暴可以出现在大理机场的任何方向,出现在东边的次数最多,出现在天顶的次数最少;雷暴初期平均在1月31日,雷暴终期平均在11月14日,雷暴的初期和终期年际差别较大。选取对流有效位能、500hPa相对湿度、0度层高度、近地表四层等压面的抬升指数和可降水量作为预报因子建立大理机场雷暴预报方程,预报方程是显著的,有较好的雷暴潜势预报能力。     

雷暴云的集合预报技术及其应用

以中尺度非静力WRF模式的格点预报结果作为云模式的初值集合,经云模式的多初值雷暴预报及预报结果的集合分析,建立了雷暴云的集合预报方法。将该方法应用于南京周边地区未来一天雷暴天气的特征预报,并利用南京夏季9个雷暴天气的多普勒雷达资料（SCIT,storm cell identification and tracking）进行预报效果的检验。结果表明,雷暴云的集合预报对研究区域内未来一天雷暴强度、分布预报效果较好,尤其对强雷暴的分布有较强的预警预测能力。此外,雷暴持续时间概率密度分布的集合预报产品,在雷暴影响范围概率预报上的应用,提高了雷达对雷暴的预警监测能力。     

基于随机森林算法的广州白云机场终端区雷暴潜势预报

利用2014-2015年夏季雷达资料获取雷暴发生有无数据, 计算探空资料的对流指数与雷暴发生有无数据的灰色关联度, 发现雷暴产生跟抬升凝结高度气压、850~700 hPa的温度和露点温度、风切变的关系最紧密。接着建立广州白云机场终端区内3类区域(离塔台中心8 km、50 km、100 km)的12小时随机森林分类模型, 对不同区域的雷暴潜势进行预报和评估, 发现终端区区域面积越大, 雷暴发生样本比例越高, 临界成功指数CSI、预报准确率AF、探测概率POD越来越高, 虚假报警率FAR越来越低, 表明预报出来的准确率越来越高。离塔台中心50 km和100 km区域的预报准确率AF和探测概率POD超过70%, 对航空重要天气MDRS通报业务有指示作用。同时袋外错误率均低于1/3, 随机森林算法的泛化性能好。      

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

镇江雷暴气候特征及天气学预报方法分析

雷暴是严重的气象灾害之一,给人民生命财产带来严重影响。雷暴的发生发展地域性强,因此加强镇江本地雷暴特征的研究和预警工作十分必要。利用镇江市1959--2010年的雷暴气候资料,通过气候倾向率、小波分析等统计方法,对其周期性、时空分布特征及年（代）际、季节变化特征等进行了分析,得出以下结论：1）镇江市雷暴呈现出市区少、周边地区多的特点,其中句容雷暴发生频率最多且持续时间长。2）镇江市平均雷暴日数存在4a、6a、10～12a左右、准20a的长周期振荡信号。从长周期分析,镇江市近几年的年平均雷暴日数处于偏多周期时段。3）年平均雷暴日数距平,20世纪60年代、70年代、21世纪的00年代是正距平,特别是2006--2010年连续5a的平均雷暴日数都大于气候值,是雷暴频发时期;80年代、90年代为负距平。1963年的雷暴日数最多,有53．3天;1979年的最少,为15天。通过对1999--2008年镇江市地面观测资料的194个雷暴天气过程个例进行统计分析,对影响镇江市的雷暴天气系统进行了分型,在此基础上提出了预报镇江市雷暴天气的思路,为开展雷暴预报预警业务提供理论依据。     

晋中市雷暴天气变化特征分析

本文对晋中市近40 a雷暴天气资料进行统计,分析了年雷暴日数的变化特征及其时空分布情况,表明了晋中市雷暴日数呈逐年下降趋势,但下跌趋势不大,在过去的40 a中大约减少年平均雷暴日数1 d;一年中雷暴的活动期在5月～9月,活跃期6月～8月的平均雷暴日数占全年的76.1%。年雷暴日数的空间分布特征为西部平川地区明显少于东部山地区域。     

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。     

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。