云闪和地闪的波形采集、数据处理及其初步应用

利用美国进口的闪电定位仪（Lightning direction Finder) 和日本TCCJ－2000型瞬态波形存储器连接，在500Hz-500kHz的频段内，用0.1μs的采样速率和204.8μs的记录长度，对闪电的电磁辐射信号进行采样，数据经过安装在微机上的一块PET－DIO接口卡被微机处理并存储。本文还对一些资料作了初步分析。     

输电线路雷击前近距离气象要素变化特征分析——以石家庄市为例

利用石家庄市1990—2017年输电线路雷击事故资料,结合输电线路雷击发生前近距离的气象观测数据,统计分析了输电线路雷击发生前的雷暴方位、风、气压、相对湿度、气温和地温的变化特征。结果表明:输电线路雷击发生前12 h内的雷暴方位走向大多呈现从西北或偏西方位经过天顶至东南或偏东方位,或终止于天顶。输电线路雷击前6 h内气象要素的小时变化,地面最多风向由东南经东北向西北旋转,最大风速随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显增大趋势;平均相对湿度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显上升趋势;平均气温和平均地面温度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显下降趋势;平均本站气压随输电线路雷击发生的临近变化趋势不明显。输电线路雷击前6 h、3 h和1 h气象要素波动幅度的年变化,前1 h气温和地面温度波动幅度呈逐年明显下降趋势,其他时段气象要素波动幅度变化趋势不明显。输电线路雷击发生前地面最多风向逆时针旋转,最大风速和空气相对湿度明显上升,气温和地面温度明显下降,但气压变化不明显;输电线路雷击发生次数分别与输电线路雷击前1 h气温和地面温度波动幅度呈现完全明显负相关。     

青藏高原雷暴天气层结特征分析

青藏高原那曲地区夏季雷暴活动相当频繁,这种雷暴主要是受地形的影响,在地形的热力和动力作用下形成雷暴,但强度不大,最大反射率一般不超过4 0 dBz,相对云顶高度可伸展到1 0.0~13.0 km,强弱雷暴差别不大。雷暴持续时间大约为30 min左右,主要发生在13:00~19:00(北京时,下同)之间,峰值出现在16:00左右。此外,在晚上也有弱对流,最大反射率约为20 dBz。高原雷暴天气层结具有与平原雷暴完全不同的特征,一般为整层弱不稳定,高度可以伸展到100 hPa,整层不稳定能量不大,强雷暴CAPE值平均为782 J.kg-1,弱雷暴约为406 J.kg-1,分布较均匀,不出现能量特别大的不稳定层次。近地层相对湿度有“逆湿”现象,厚度约1~2 km,平均为60%~80%(雨季后)。无论是强雷暴天气还是弱雷暴天气都具有上述相似层结。这种层结可触发对流,发展高度很高,但强度不大,能量较小。这种特殊层结揭示了高原雷暴的特殊结构。雷暴的闪电频数可以表征雷暴发展强度,通常可以建立闪电频数与雷暴单一参量(云顶高度)之间的统计关系式,从而可以利用测量闪电频数来预报雷暴的强弱,但上述关系对于高原雷暴并不适用,必须建立闪电频数与多参量之间的综合关系。     

石家庄城市与郊县站地面平均最低、最高气温差异

应用石家庄地区17个站1955—2006年逐日最低、最高气温资料,统计分析了16个郊县站与石家庄市区站最低、最高气温的差值。结果表明:各郊县站年平均最低、最高气温均比石家庄市站低,最低气温偏低0.17～2.07℃,16个站平均偏低1.02℃;最高气温偏低0.01～0.55℃,16个站平均偏低0.28℃。郊县站平均最低气温偏低程度在冬季更明显,1月平均达到1.69℃,夏季偏低程度比较弱,但最弱的7月也有0.49℃;最高气温的偏低程度也在冬季明显,但季节性差异没有最低气温大。不论最低气温,还是最高气温,各县(市)站与石家庄市区站之间的差异均存在明显的随时间增大现象,最低气温20世纪90年代初以来增大尤其明显。石家庄市区站地面最低、最高气温记录反映出明显的城市热岛效应影响。     

不同地区雷暴电荷结构的模式计算

利用二维时变轴对称模式和实际探空资料 ,模式计算了南昌、兰州和昌都 3个地区雷暴云的电荷结构 ,并对形成机制进行了讨论。结果表明 :兰州地区雷暴的上升气流速度最大 ,雷暴发展最快 ;南昌地区雷暴次之 ;昌都地区雷暴最弱。南昌地区雷暴的持续时间最长。在雷暴的初始阶段 3个地区都存在雷暴下部次正电荷区 ,在雷暴的成熟阶段兰州地区在感应和非感应起电机制的共同作用下雷暴呈明显的 3极性电荷结构 ,南昌地区的雷暴主要在感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构 ,而昌都地区的雷暴在非感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构。 3个地区的雷暴负电荷区中心基本处于 - 1 0～ - 2 0℃的同一温度区内。中国北方地区的温度层结有利于形成 3极性电荷结构 ,且通过非感应起电机制来完成。     

石家庄气象站记录的城市热岛效应及其趋势变化

利用石家庄市区站和4个郊区站1962—2009年的气温资料,采用城乡气温对比和线性趋势分析方法,探讨了石家庄站地面城市热岛(UHI)强度特征及其随时间变化情况,以及城市化因素对城市站地面气温长期变化趋势影响.结果表明:石家庄站地面UHI效应明显,且UHI效应在最低气温上表现更突出;UHI强度冬季1月最大,夏季7月最小;UHI强度具有明显的日变化,最高值出现在早晨7—8时,最低值出现在午后14—16时;近48 a,石家庄站附近UHI强度呈显著增加趋势,且最低气温UHI强度比最高气温的增加趋势更明显;从UHI强度增加对地面气温观测记录的影响来看,石家庄站附近1962—2009年期间年平均UHI增温率达到0.19 ℃/(10 a),UHI增温贡献率为67.9％,即该站近48 a记录的年平均地面气温上升趋势,有2/3以上可归因于城市化因素影响.     

石家庄草面温度变化特征

利用石家庄地区5个观测站2008～2010年逐日的草面温度、地面温度和气温观测数据,分析讨论了该地区草面温度平均值、极端值、日较差特征以及草面温度与地面温度、气温在不同气象条件下三者之间的变化关系.结果表明:全地区年平均草面温度呈现出北低南高的特点,西南部山区最高;年平均最高草面温度中部地区最高,年平均最低草面温度西南...     

石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象指标研究

基于1990—2017年河北石家庄输电线路雷击事故资料,结合输电线路雷击发生前6 h的气象要素数据,利用发生概率、发生频率、线性趋势和波动幅度等统计方法,分析该地区输电线路雷击发生规律以及输电线路雷击发生前6 h内的定时风向、气压、相对湿度、气温和地温变化;通过界定输电线路雷击累计发生频率确定其气象指标,并利用EC数值预报和自动站实况对比,检验2018年8月9日石家庄井陉县输电线路雷击事故等级预报的准确性。结果表明:近来年石家庄输电线路雷击事件呈逐年明显增加趋势,呈现出3个高峰期,主要发生在夏季的午后至次日清晨,其中8月03:00—04:00输电线路雷击事故发生概率最大;当出现偏东风,气压和相对湿度上升,或气温和地表温度下降时,输电线路雷击事故发生次数较多;在6 h内当气压上升0.0~2.0 hPa,空气湿度上升0~14%,气温下降0.0~3.0℃,地表温度下降0.0~6.5℃,定时风向在以东风为中心风向的90°范围内时极易发生输电线路雷击事故;输电线路雷击的发生规律和气象指标在2018年8月9日得到较好的预测检验,对防范雷击事故有一定指导意义。     

石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象条件

为了研究石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象条件,利用该地区1990—2018年输电线路雷击事故发生的详细资料和地面、探空气象资料,分析了输电线路雷击事故的时空变化,确定了容易发生输电线路雷击事故的天气系统配置和探空物理量阈值;通过输电线路雷击事故发生的气象条件,检验了2019—2020年输电线路雷击事故预报的准确性。结果表明:石家庄输电线路雷击事故主要发生在夏季傍晚前到前半夜,夏季发生概率明显高于春、秋季;输电线路雷击事故发生日数自西向东逐渐减少,集中发生在西部山区的井陉,其次是市区,井陉发生概率远高于其他地区;对流天气影响系统主要为高空槽型和冷涡型,探空物理量同时满足首要条件和附加条件时,引发输电线路雷击事故概率较高;输电线路雷击事故发生的气象条件在2019—2020年得到较好的预测检验,对防范雷击事故有一定指导意义。     

石家庄冻土变化特征与气候因子的关系分析

探讨石家庄冻土变化特征与气候因子的关系,以期作好土壤冻融预测.利用石家庄地区5个观测站1981—2010年逐日地温、降水量、蒸发量和冻土观测数据,采用线性趋势、完全相关系数和多元回归方法,分析讨论了该地区冻土变化特征与地温、降水量、蒸发量的变化关系.结果表明:石家庄地区土壤表面始冻期呈现明显推迟趋势,土壤表面解冻期呈现明显提前趋势,其中,中部地区始冻期推迟,解冻期提前趋势最为明显;11—12月平均地面最低温度与土壤表面始冻期正相关明显,2—3月平均地面最低温度与土壤表面解冻期负相关明显;秋季降水量和蒸发量对土壤表面始冻期推迟,冬季降水量和蒸发量对土壤表面解冻期提前影响较小.