四川雷电监测定位系统简介

气象部门雷电轨道方面的工作,包含了雷电监测、预警预报、检测与防护技术服务、研究开发和管理协调等业务。雷电轨道的建设,就是为了提高雷电防护科技水平,重点是加强对雷电监测、预警预报的研究开发,提高气象部门防雷技术服务水平,增强社会防御雷电灾害的能力,真正实现防雷减灾为社会经济发展保驾护航的目的。本文介绍了各种雷电的特征及产生机制,详细说明了四川省气象系统采用的雷电监测定位系统的组成与功能,并对不同版本的图形显示客户端作了对比说明。     

雷电定位系统的设计

为解决雷电定位系统大体积和不方便安装的问题,提出了采用新型闪电传感器AS3935设计雷电定位系统的新方法。当闪电发生时,GPS模块获取经纬度、高度、时间,AS3935测量地闪到探测器的距离。探测器把数据打包,以无线TCP通信方式传输到中心站。中心站利用多圆相交法计算闪电的经纬度和高度,然后使用C#语言和JavaScript语言在中心站软件上实现Google地图。Google地图利用经纬度获取闪电的地址,同时中心站把闪电信息存入数据库。实验表明,该系统定位性能良好,减少了探测器的体积,降低系统成本,适合于实际运用。     

闪电监测定位系统及其应用

在分析闪电混合交汇算法定位基本原理的基础上，介绍了绍兴市闪电监测与定位系统的基本结构、工作特点，并对监测定位信息的开发应用作了探讨。分析表明，绍兴市闪电监测定位系统作为集中闪电监测、定位、应用等功能的综合性系统，具有高集成、实时性、高精度、多用途和网络化的特点，它能够较准确地对闪电雷击进行定位，所获得的资料具有多方面的用途。通过对闪电监测定位资料的分析，可以发现某些闪电与雷击发生发展的规律，这对雷电灾害的预警预报具有重要作用。     

四川省雷电探测网探测效率评估和改进方法研究

文章综述了闪电探测技术和方法的发展状况,介绍了ADTD探测仪的原理和构成,详细分析了四川省雷电探测网的探测效率,并根据雷电探测网的探测效率分析结果,得出四川省雷电探测网的下一步建设方向。     

两套闪电定位系统对揭阳市雷电监测结果的对比分析

利用广东省电力部门和气象部门两套闪电定位系统对揭阳市雷电监测结果进行对比分析,地闪频数逐日对比的一致性比较好,但从地闪总数、地闪空间分布、雷暴日数、雷电流极值和极性,两套资料都存在较大的差异.造成这种差异的原因主要是:两套闪电定位系统布点的不同、地闪采集阈值的不同和处理软件的不同等.     

闪电监测定位系统原理及其应用

主要对闪电监测定位系统工作原理进行分析，对其结构特点、发展历程做了简要介绍，并探讨闪电监测定位系统的应用。     

闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位

对玉溪建设完成的闪电定位系统的原理、组成及在应用情况做简单介绍。     

闪电监测定位系统原理及其应用

主要对闪电监测定位系统工作原理进行分析,对其结构特点、发展历程做了简要介绍,并探讨闪电监测定位系统的应用。     

闪电定位系统与人工观测雷电日参数对比分析

雷电日是反映雷电活动规律的重要参数。通过对重庆地区35个区县人工观测雷暴资料(1951—2009年)和闪电定位系统监测资料(1999—2008年)的数理统计,重点分析了人工观测雷暴日、闪电定位系统监测的雷电日和雷击大地密度特征。结果表明:人工观测的雷暴日数远小于闪电定位系统监测获取的数据;人工观测的雷暴日局限于个人差异和地形影响,而闪电定位系统监测的雷电日局限于探测方法和设备的灵敏性,不能完全客观反映各地区雷电活动规律;雷击大地密度客观真实反映各地雷电活动特征,在此基础上获得了有效反映雷电活动规律的雷电日参数,为雷电灾害风险评估与防雷设计提供参考。     

粤港澳闪电定位系统对高建筑物雷电的探测

基于2016—2017年广州高建筑物雷电观测站获取的资料对粤港澳闪电定位系统(简称定位系统)的性能进行评估,并根据2014—2018年定位系统历史资料对广州高建筑物区域的雷电活动特征进行初步分析,结果表明:定位系统对闪电的探测效率为93%(214/229),对回击的探测效率为93%(449/481),对下行闪电首次回击、继后回击及上行闪电回击的定位误差的平均值(中值)分别为361 m(188 m)、252 m(167 m)和294 m(173 m);当接地点高度低于200 m(不低于200 m)时,定位系统对下行负极性闪电首次和继后回击的云闪/地闪识别正确率分别为99%(80%)和93%(35%),有83%的上行负地闪回击被定位系统误判为云闪,广州高建筑物区域内绝大部分负云闪定位记录实际是高建筑物地闪;对定位系统得到的孤立高建筑物闪电密度中心进行分析后发现,广州塔(600 m)闪电密度中心200 m半径范围内年均回击次数约为中信广场(390 m)和广发证券大厦(308 m)的5倍,推测广州塔闪电的主要类型为上行闪电,而中信广场和广发证券大厦则为下行闪电。     

Response of thunderstorm and lightning activity to solar modulation of atmospheric electrification

Summary The influence of thunderstorms on the atmospheric radio noise field strength (ARNFS) over Kalyani (West Bengal) at 27 kHz has been analyzed over a two-year period. The results show that the median noise level decreases during the winter and reaches a maximum during the monsoon months. A comparison of the seasonal occurrence of thunderstorm-days with ARNFS indicates that both of them have similar trend over time. However, the trend is more pronounced during daytime, indicating relationship between solar activity, thunderstorms and ARNFS. In this paper, we have attempted to investigate how tropical thunderstorm and lightning activity might be responsible for the solar modulation of atmospheric electrification. The influence of ionizing radiation on the electrical global circuit of the atmosphere is also critically analyzed.With 7 Figures     

一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析

利用探空资料、多普勒天气雷达和闪电定位仪数据,分析了2009年7月30日发生在南京地区一次雷暴天气过程的雷达及闪电数据时空演变特征。结果表明：对流有效位能Ecap比起K指数（IK）等对于对流潜势预报具有更明显的指示作用,0 ℃层和-10 ℃层高度的降低有利于雷暴云的雷电活动;整个过程以负闪为主导,闪电强度越大,闪电频数也越高,每次闪电峰值后,都对应一次谷值;闪电数据与多普勒天气雷达回波叠加后分析发现,回波的生消演变对应着闪电频数和强度的生消演变,负闪主要落在强回波中心区域,正闪零星分布于回波强度梯度较大的区域;雷达径向速度图像特征变化更能揭示闪电发生发展的机制,逆风区对应雷暴中心区域,不仅是强降水的中心区也是闪电的中心区,对逆风区的识别监测能够更好的指导雷暴预警报工作;利用雷达数据计算的云底动能施力参量,能够很好的描述支持闪电起电的热动力特征,云底动能施力对雷电增长的贡献有一段持续传输过程,该参量峰值比频闪峰值和强度峰值都约有0.5 h的提前量。     

雷暴持续时间与地闪活动的预报方法研究

根据2007—2008年6—8月湖南地区地闪定位、天气背景及探空资料,利用天气学分型及数理统计等方法,对湖南夏季雷暴的天气背景、持续时间以及雷暴过程中地闪的活动进行分析,定义的地闪频数指数(Icgf)可以较好地区分地闪活动等级;利用逐步回归方法分别得到了雷暴持续时间及地闪频数指数的预报方程,且均通过的信度检验,并进一步提出了各地闪活动等级预报的诊断指标。     

省级城市专业气象服务系统简介

介绍了城市专业气象服务所需的信息采集、加工制作、自动分发、服务管理的新流程,并在此基础上建立了省级城市专业气象服务系统.     

雷达、闪电资料在典型雷暴单体中的应用

用闪电定位资料和雷达回波资料进行分析,即从雷达产品的4个参数与地闪频数的关系进行相关分析,分析结果表明:(1)反射率因子的回波面积大小和强回波中心的移动与闪电发生的时间、地点有很好的一致性。(2)闪电发生前最大回波顶高有明显的增大,闪电发生的位置和最大回波顶高的位置有很好的对应关系。(3)地闪频数的变化与VIL(垂直累积液态含水量)最大值的变化并不完全对应,但VIL最大值下降到25 kg/m2以下时,可以考虑作为雷暴消散的一个因子。VIL大值区的移动以及VIL大值区面积的变化与地闪频数的整体变化是一致的。(4)雷达VWP产品的无数据区破坏的时间提前于闪电的发生和地闪频数的增长,其恢复滞后于闪电消失。     

闪电定位资料与目测雷暴日的对比分析

对比分析了2006—2008年4—8月江苏省气象局闪电定位系统数据和6个地面观测站雷暴数据,通过计算测站有雷暴记录同时闪电探测网有闪电记录的比例和有地闪记录同时有雷暴记录的比例,得出两种观测数据的一致性较好;同时以目测资料为准,借助雷达数据判别分析了闪电定位系统的漏测率和误测率,表明省气象局闪电定位系统探测数据有效。江苏省水体分布广泛,南北地形差异较大,闪电分布也不同,本文针对不同地形地貌利用两种观测数据计算了适用于各个地区的地闪密度公式。     

On the relationship of thunderstorm ice hydrometeor characteristics and total lightning measurements

Satellite-borne and ground-based devices for the detection of lightning offer the opportunity to explore relationships–on all significant scales up to global–between lightning frequency, f, and other thundercloud parameters. Calculations predict that f is proportional to the product of the downflux p of solid precipitation and the upward mass flux, I, of ice crystals. This prediction has received support from limited computational studies. The physical reasons for such a relationship are explained in terms of the paramount role of ice in the electrification of thunderstorms. Herein, this prediction is subjected to further, preliminary examination through analysis of lightning and dual-polarimetric radar data collected during the STERAO experiment conducted in Northern Colorado during the summer of 1996. The analysis has yielded some highly provisional support for this flux hypothesis. Computed trends of radar derived hydrometeor fractions of solid precipitation and small ice show correlation to the total lightning frequency and raise the possibility of determining values of p and/or I from lightning measurements.It is shown that the extent to which the observed correlations between f and both solid precipitation and small ice trends are or are not strong can provide an indication as to whether the lightning activity is limited by the available concentrations of precipitating or non-precipitating ice in the upper regions of the charging zone of the thundercloud, where most of the charge transfer occurs. It is demonstrated that the most accurate determinations of precipitation rate p from measurements of lighting frequency f are likely to be for conditions where the field-growth is limited by the availability of graupel pellets. It is shown that the simultaneous time variations of f and solid precipitation trends of the type obtained in the STERAO experiment could enable us to determine the nature of the dominant glaciation process operative in the thunderclouds studied.     

南京一次雷雨的闪电特征与多尺度资料分析

为探究闪电与其他气象要素之间的关系及可预报性,本文利用探空资料、多普勒天气雷达资料、闪电定位仪资料、卫星云图资料和地面自动气象站资料,对2009年7月7日南京雷雨天气进行多尺度分析.结果表明:暴雨过程中负地闪始终占较大比例,正地闪的数目在雷暴消散阶段稍有增长;地闪频数与地面风速时序变化呈现很好的一致性;雷暴来临前风矢位温特征表明对流云发展高度较高,对流层顶的薄层超低温为强对流发生提供了热力不稳定的先兆信息,整层大气深厚的顺时针垂直切变及中低层偏南风为强对流天气提供了有利的动力和水汽条件,为雷暴潜势预报提供了依据;地闪分布与雷达回波顶高、强的风切变区域以及暴雨落区有明显对应关系;负地闪密集区位于雷达强回波核前方强度为40 ～45dBz区域处,对于回波的未来移向有指示作用.     

雷暴单体合并进行中雷达回波参数演变及闪电活动的特征分析

雷暴单体合并是促使对流系统成长、增强、持久的重要因素,合并与灾害性天气有着密切的关系。针对23次合并样本（其中有闪电活动的样本10例）,利用多普勒雷达和Safir3000闪电定位系统的探测数据,基于雷达回波参数的构建与计算,分别以一次冰雹暴雨过程和一次强降水过程为例,对合并及雷暴系统的演变进行了物理过程分析,对所有样本特征进行了统计归纳。最后发现并验证了雷达回波参数F_V40up-6（即6 km以上对流单体大于40 dBz体积的变率）常常在合并进行中出现突然减小现象,简称为"突降";同时揭示了合并进行中闪电活动的特征。具体结论如下:（1）就合并最初开始位置而言,高度在5 km之下的样本最多,比例达86%。从合并用时看（即RHI图中30 dBz回波开始衔接至最强回波合为一体为止）,全都在6-36 min,其中用时在12 min以内的占56.5%;达到30 min的仅占16%。合并开始后,在97%的样本中,回波参数V₄₀（即大于40 dBz的总体积）、V_40up-6（即6 km以上大于40 dBz的总体积）出现增大;V₄₀增幅为7%-590%,V_40up-6增幅为3%-638%;V_40up-6最大值出现时刻距合并开始时刻12-18 min的,占总样本的60.1%;24-36 min的,占总样本的34.8%。（2）在雷暴单体合并进行中有"突降"现象的,占总样本的87%;其中又有77%的"突降"出现在距合并开始后的6-18 min内。（3）在10个闪电活动样本中,有9个样本在合并开始后,闪电频数出现了"跃增",甚至出现峰值;全部样本中参与放电的主正电荷区高度随着"突降"均有下降,降幅在1-4 km,而此时的闪电频数几乎没有变化。