传输线模式与地闪回击电流速度

本文通过分析闪电通道中电离气体的宏观特性，提出闪电回击通道中电流的传输速度近似地等于光速的观点。认为回击锋面只是电流通过后被加速离子间的碰撞所引起的发光及电子雪崩区域的前沿，用光学方法测量的回击速度是其前沿的推进速度。由此出发，并考虑到镜像法的局限性，对闪电回击模式进行了某些改进。由新模型所计算的电场波形及峰值更接近于实际测量结果；其高频段的近似公式可以很好说明Fieux（1978），Djebari（1981）在法国及Weidman（1986）在美国所进行的人工触发闪电实验中测到的电场峰值与电流峰值的关系。     

建筑物高度对上行闪电触发以及传播影响的数值模拟

为了探讨建筑物高度对单个上行闪电触发以及传播的影响,设定了一个固定的背景电场,并结合自行触发的上行闪电随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率上行闪电放电的模拟试验。结果表明:(1)上行闪电在初始阶段分支比较少;发展到离地面2 km左右后,闪电开始出现大量的分支,闪电通道开始出现明显的分叉:一部分通道继续向高电荷密度中心垂直传播,另一部分通道绕过高电荷密度中心,向外水平传播;模拟的上行闪电只能垂直传播到4 km处的负电荷中心,不能穿过0电势线向上方的正电荷区传播。(2)建筑物高度对上行闪电的触发起了关键作用,建筑物越高,越容易触发上行闪电。(3)建筑物高度对上行闪电传播具有一定的反作用,随着建筑物高度增高,模拟出的上行闪电的水平和垂直传播距离都有所减小,通道的分形维数变小,通道传播的总长度也逐渐减小。     

闪电冲击波对云滴运动及碰併的影响

在自然闪电时,闪电通道中能量的瞬间释放造成闪电冲击波。本文计算了闪电冲击波的运动、冲击波内气象要素的分布以及闪电冲击波对云滴运动的影响,讨论了受闪电冲击波作用的云滴运动方程,对受冲击波作用的云滴运动作了个例计算。计算表明,闪电冲击波猛烈地“冲击”云滴,使它加速并在短暂的瞬间移动很长距离。体积不同的云滴获得不同的速度。讨论了闪电冲击波对云滴碰并增长的影响。     

重庆10 kV高压输电线路雷击火灾事故分析

针对2007年7月12日重庆华浩冶炼有限公司粉末厂火灾事故,用力学性能分析和剩余磁场测试相结合的方法对该厂火灾发生处的10 kV高压输电线路进行鉴定,并结合雷电天气分析,得出该火灾事故是由雷击10 kV高压输电线路造成。该方法为在没有安装录波器和闪电计数器的情况下,判断输电线路故障是否由于雷击引起提供参考。     

气溶胶对台风“天兔”中闪电的影响

运用WRF模式配合对气溶胶更敏感的F-SBM微物理方案以及LPI闪电参数化方案对台风“天兔”进行模拟,通过改变F-SBM微物理方案中的云凝结核浓度得到不同气溶胶浓度下“天兔”中水凝物和闪电的分布情况,并从微物理过程出发讨论了气溶胶浓度对“天兔”中闪电的影响。WWLLN观测数据显示,“天兔”中的闪电主要呈现三圈分布,且“天兔”眼壁区闪电的爆发现象发生在其迅速加强阶段。对比发现,LPI指数与WWLLN观测实况的闪电分布形状有较好的对应,并且描绘出“天兔”中闪电的发展变化情况。通过气溶胶敏感性试验发现,随着气溶胶浓度的增加,“天兔”中过冷水含量及霰粒子浓度增加,垂直运动整体增强,为闪电的生成提供有利条件,此时LPI指数分布更加密集,强度增强。而冰晶粒子浓度始终较低,可初步推断“天兔”中闪电主要由霰粒子与雪粒子的非感应起电产生      

人工触发闪电与降雨倾泻

根据人工触发阀电后雨量猛增的观测事实，利用一个简单的静电模式计算了闪道附近雨滴的重力碰并增长，结果指出，闪电后降雨猛增必须满足一定的条件，除了要求较高的离子浓度（〉１０＾１４／ｍ＾３）外，还取决于闪电所引起的电场变化和闪电被触发后闪道附近环境电场强度的特性。     

地闪与对流性天气系统中降水关系的分析

利用１９９７年夏季在中国科学院兰州高原大气物理所平凉雷电与暴雹实验站设置的３站闪电定位系统所取得的地闪资料与雷达、降水及探空等资料进行了对比分析,发现地闪与对流性天气中的降水有较好的相关性,这种相关性用来对一般性对流天气中降水进行估测是可行的。通过非线性回归近似拟合得到平均雨强与对应时段内的地闪数回归方程为Ｒ＝１．６９２ｌｎＦ－０．２７３,相关系数ｒ为０．８６４１。同时地闪频数与层结最大不稳定能量一样能够指示对流性天气的发生和发展。     

闪电放电特征和雷暴电荷结构研究

文章综述了近10年来对闪电物理过程和雷暴电荷结构等方面的主要研究进展。利用自行研制的高时间分辨率新型闪电探测和定位技术,获得中国不同地区的闪电特征及放电参数,组织首次青藏高原综合闪电观测实验,揭示高原雷暴及其闪电活动的特殊性,并利用数值模式探讨其成因;将原子结构理论应用于闪电光谱研究,并进行闪电光谱的实验观测和理论研究,获得可见光频段的闪电光谱记录;完善空中人工引发闪电技术,解决近距离严酷电磁环境条件下闪电的光、电信号测量技术,寻找闪电双向先导传输的光学和甚高频辐射证据,并利用人工引发闪电技术对防雷设施进行试验研究;另外,在闪电与天气、气候关系的研究方面也进行了初步探讨。     

空中触发闪电的下行先导及其接地行为

１９９６年夏季在江西南昌附进行的人工触发闪电野外实验中,用新开发的不接地的火箭－导线技术成功地在雷暴云下的负环境电场中触发了云对地产偿电。我们用一套成像率为１０００幅／秒的高速数字化摄像系统对下行负先导进行了观测。     

苏州地区雷暴活动规律和雷灾分析

本文利用苏州气象局布点的4台可覆盖整个苏州地区的闪电定位仪观测资料，统计分析了苏州地区近几年的落雷密度和年平均雷暴日等雷暴活动规律；然后再结合苏州地区1999-2003年雷电灾害实例和雷灾发生的原因，分析给出苏州地区雷灾的特点和发生规律，为今后防雷工作的开展提供科学依据。     

闪电定位资料对仪征储油罐雷灾成因的分析应用

本文根据多普勒天气雷达回波与闪电定位仪资料,结合雷电现场进行实地勘查的结果,探讨2006年8月7日发生在扬州市仪征油罐雷电灾害事故。综合分析发现当时强对流回波达55 dBz、顶高14 km;在距油罐1 km范围内有闪电13次,负电荷集聚、强度多在20~50 kA之间。此次雷灾事故的直接致灾原因是强大的感应雷电脉冲电流在储油罐罐体与浮顶两根连接电缆上产生较大的电压,导致储油罐罐体与浮顶之间在密封处产生闪络,引起油汽外泄燃爆成灾。为减少此类雷电灾害的发生,提出防护建议。     

PRELIMINARY STUDY ON THE INFLUENCE OF FY-4 LIGHTNING DATA ASSIMILATION ON PRECIPITATION PREDICTIONS

Data from the lightning mapping imager on board the Fengyun-4 meteorological satellite (FY-4) were used to study the assimilation of lightning data and its influence on precipitation predictions. We first conducted a quality control check on the events observed by the first Fengyun-4 satellite (FY-4A) lightning mapping imager, after which the noise points were removed from the lightning distribution. The subsequent distribution was more consistent with the spatial distribution and range of ground-based observations and precipitation. We selected the radar reflectivity, which was closely related to the lightning frequency, as the parameter to assimilate the lightning data and utilized a large sample of lightning frequency and radar reflectivity data from the eastern United States provided by Vaisala. Based on statistical analysis, we found the empirical relationship between the lightning frequency and radar reflectivity and established a look-up table between them. We converted the lightning event data into radar reflectivity data and found that the converted reflectivity and composite reflectivity of ground-based radar observations showed high consistency. We further assimilated the lightning data into the model, adjusted the model cloud analysis process and adjusted the model hydrometeor field by using the lightning data. A rainstorm weather process that occurred on August 8, 2017, in south China was used for the numerical forecast experiment, and three experiments were designed for comparison and analysis: a control experiment, an experiment without the assimilation of FY-4 lightning data (NoLig), and an experiment with the assimilation of FY-4 lightning data (Lig). The results show that after assimilating the FY-4A lightning data, the accuracies of the intensity, central location and range of the precipitation predicted by the Lig experiment were obviously superior to those predicted by the control and NoLig experiments, and the effect was especially obvious in the short-term (1–2 hour) forecast. The studies in this paper highlight the application value and potential of FY-4 lightning data in precipitation predictions.     

珠江三角洲城市群对雷暴的影响

利用2000—2007年广东省闪电定位仪所获得的地闪资料和广东省86个气象站所统计的雷暴日资料,对广东省(特别是珠江三角洲城市群区域)的雷暴日闪电频次变化进行了分析。结果表明:虽然珠三角城市群雷暴日与非城市群雷暴日相差不大,8年中变化也不大,但总闪远多于非城市群,总闪在8年中也有显著增长。珠三角城市群的单个雷暴的闪电频次要远多于非城市群区域,总闪增长也主要是单个雷暴的闪电频次的增长。而且,珠三角城市群对前汛期雷暴影响大,对后汛期影响相对较小。     

复杂地形对雷电云地闪观测电磁场传输影响的实例分析

考虑探测原理和地形因素,基于Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法等理论,利用不规则起伏地表的雷电电磁场传播模式,结合四川省真实的复杂地形地表数据,以半径r=60km的二维地表为模型,分析复杂地形对雷电电磁波传输的影响。以温江和白玉典型地势为例,分析得出:温江东部平原低海拔区域,雷电电磁波传输路径延长增量的最小值仅为182m,对应的时间延迟增量为0.61μs,温江西部多山高海拔区域,路径延长增量达到最大值,为2290m,对应的时间延迟增量为7.63μs;西部高原的白玉站,此区域地表的路径延长增量都在3000m以上,路径延长增量的最小值也达到3025m,对应的时间延迟增量为10.1μs,路径延长增量达到最大值,为8283m,对应的时间延迟增量为27.6μs。由此可见,在实际雷电探测定位中,必须考虑复杂地形引起的雷电电磁波传输路径增量和相应传输时间增量的影响,才能提高雷电定位精度和效率。      

我国北方地区雷电活动的时空特征

利用地闪定位仪（ＤＦ）探测了我国大兴安岭（东北地区）和北京地区的雷电活动。文中详细分析了地闪的空间分布,并讨论了不同地区各雷电参量的时间变化规律。两地区雷电活动的季节变化与日变化均有较大差异。这些差异的产生可能与本地区的天气背景及地理特征有密切的联系。要较深入地了解上述差异产生的可能原因,将雷电活动与天气因子的给合讨论是必需的。     

地闪活动背景下气象条件与O3浓度的相关性研究

基于2013~2017年重庆北碚区缙云山、蔡家和天生3个环境监测站点日值数据,结合地闪观测数据和相关气象要素资料,采用数理统计方法分析了气象条件与O₃浓度的关系,并基于HYSPLIT模型研究了闪电日O₃传输路径和潜在源区。结果表明:（1）北碚O₃浓度峰值大多出现在7月,低值大多出现在12月,其浓度分布从高到低依次为缙云山、蔡家、天生。（2）对比闪电日与非闪电日大气污染浓度,闪电日NO₂、CO平均浓度低于非闪电日,O₃则相反,闪电日缙云山O₃浓度超标率明显低于蔡家和天生。（3）NO₂浓度与地闪频次呈负相关,且天生和蔡家NO₂浓度波动大于缙云山,O₃浓度与地闪频次呈正相关。（4）夏季闪电日O₃气团传输路径主要来自南方。（5）地闪活动发生时O₃浓度高于非闪电日,其主要原因是夏季地闪频次较高,电解反应频繁,同时重庆夏季光照时间较长,光化学反应充分,两种反应的叠加效果大于降水清除作用。      

热带气旋影响下深圳地区闪电特征研究

研究热带气旋影响下广东省深圳地区的闪电特征及规律。利用2012—2019年西北太平洋热带气旋历史数据,筛选出2012—2019年距离深圳市国家气象基本站1 000 km内的热带气旋,按热带气旋强度等级进行分组。并利用同时期深圳地区闪电、温度观测数据,研究不同等级热带气旋在不同距离、方位角情况下,深圳地区的闪电特征。发现热带气旋影响下深圳地区闪电年际差异很大,一年中7月和8月深圳地区闪电活动最活跃。热带气旋对深圳地区闪电活动影响大的距离大多为400 km以外,即深圳处于热带气旋的外围雨带。总体上在台风季,TD、TS、STS较易引发深圳地区的闪电,尤其是当TS位于福建地区,距离深圳400~600 km时,极易给深圳地区带来闪电影响。研究结果可为深圳地区的防台减灾工作提供科技参考。      

广东中部地区雷电和CINRAD雷达回波的统计关系

应用2004年4～8月广州雷达资料和广东省电力部门闪电资料,采用闪电位置资料与雷达回波强度相叠加的方法进行统计。结果表明,负闪频次的值偏多时,既不在低层的弱回波上,也不在高层的强回波上,而是在中间层4～16层(2～14 km)的12～45 dBz较强回波上。在6～14层(3～11 km)10～35 dBz回波上,广东中部地区负闪面积偏大。在第1～10层(0.5～7 km)44～51 dBz强回波上,出现负闪雷电的概率是0.4～0.7。     

闪电位置图形处理系统

本系统与LLP公司出品的闪电位置分析仪连为一体,可以实现闪电资料实时处理、显示地闪位置和自动整理、记录闪电数据,定时或实时向用户传送闪电数据,并能以不同的地理图为背景及时反映闪电活动演变规律及移动路径,显示雷电图直观形象。也可实现闪电资料的格式化处理及向用户提供接口,为研究、统计、分析雷电资料提供了方便。新研制的系统与原系统一起组成了一个完整的雷电观测网络,扩大了其应用功能,提高了应用效益。     

弱电机房防雷系统可靠性关键参数解析

在弱电机房防雷系统建设和工程验收过程中,需要一个全面、实用和直观的评判方法,来评价其防雷系统的防护能力是否达到设备安全的要求。以一个弱电机房防雷工程项目为例,分析并得出影响弱电机房防雷系统可靠性的关键参数是:空间屏蔽效能、传输线缆的屏蔽效能、终端最大脉冲电压设限、机房布线最大开口环的感应电压、均压和泄流能力等。在此基础上,以归纳描述或量化分析的方法,对这些关键参数进行了评估和计算,并得出弱电机房防雷设施效能判定参数表。