海南闪电监测定位系统资料检验和分析

利用2007～2008年海南省闪电监测定位资料和同期海南雷电灾害个例及人工观测雷电的数据进行对比,分析总结海南闪电监测定位系统的定位误差、漏测率和误测率;并在此基础上,指出闪电监测定位资料应用中存在的若干问题及其应用前景。结果表明:海南省发生闪电绝大多数为负地闪;与雷击灾害事故对比来看,海南省闪电定位仪探测漏测率和闪击落地的定位精度平均误差偏大,但与人工观测雷暴日对比结果表明平均探测漏测率在技术标准允许范围内;晴空闪电日误测率属于技术标准允许范围;闪电定位系统的探测时间精度基本可信;闪电定位仪探测数据与降水分布的同步监测结果基本吻合,可反映出雷暴移动方向、路径及发生、发展趋势。总体来看海南省闪电定位系统数据可信度基本达到应用标准。     

南京市闪电定位资料的对比分析

为在雷电的监测预警预报服务中更好地应用江苏省组建的闪电定位系统,通过多种目测和多普勒雷达回波等信息,对2006年6-8月以南京小教场(118°48′E,32°00′N)为中心、半径10 km范围内的闪电定位资料的可信度和探测效率进行了检验分析,结果表明:江苏省气象局闪电定位系统所监测的闪电资料(地闪)是可信的,其漏测率在探测效率η的允许范围内,误测率约为9%,也在允许范围之内.江苏省电力公司的闪电定位系统所探测到的同时段同范围内的闪电资料(地闪)探测正确率大大低于江苏省气象局的监测系统.对江苏省电力公司闪电定位资料作适当修正后,其结果与气象局闪电定位系统资料有很好的一致性,实现了二套系统资料的信息共享、互补.     

人工观测与闪电定位探测雷暴日资料的对比分析

在对比分析人工观测雷暴日资料与闪电定位探测雷暴日资料的基础上,揭示了造成2种资料不一致的原因,并提出了应用闪电定位探测雷暴日资料时应注意的问题。研究结果认为,随着器测资料的积累。可提供1个客观的雷暴日分布场,从而改变人们对雷电分布的固有看法,以消除人工观测资料受多种因素影响而不够客观的局限。     

基于实况资料的闪电定位系统定位精度分析

对江西省2013—2014年雷击造成死亡、因雷击造成气象仪器运行中断的个例进行回访和筛选,选取事故发生地点、时间确定的样本。与样本对应,在江西省闪电定位资料中选取同一时间段、同一地点附近的地闪,计算两者的经纬度差,并计算两点间距离。通过直击雷样本对比分析得出闪电定位最小定位误差平均为0.958 6 m。同时,通过对气象仪器电磁脉冲与雷电波侵入故障样本分析得出,4 km范围内的地闪有可能造成因雷电电磁脉冲对仪器设备的损坏。     

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.     

基于VLF/LF三维闪电监测定位系统的北京闪电特征分析

基于定位方式、电流强度和归闪标准三个方面对2016—2018年湖北省ADTD二维闪电定位网和VLF/LF三维闪电定位网的闪击数据进行了质控,并讨论了不同质控方法的差异,结果显示三维闪电定位网的探测灵敏度和探测效率显著高于二维闪电定位网,前者探测到的闪击总数约为后者的2.3倍,且能探测到更多弱的正闪击,闪电强度也更为集中。与此同时,对质控后的地闪数据的时间、空间和强度分布特征进行了对比分析,结果显示两套闪电定位网的负地闪日分布、月分布、地闪密度分布等变化特征相似;正地闪存在一定差异：二维闪电定位网的日分布和三维闪电定位网的月分布呈单峰分布特征,而二维闪电定位网的月分布和三维闪电定位网的日分布则呈双峰变化特征。总体而言,质控后的地闪数据与湖北省雷电日数的月分布以及闪电密度的地域分布均相符,表明相关质控方法是合理有效的。

     

FY-4A卫星闪电资料与ADTD闪电资料在四川省冕宁暴雨中的对比分析及数值模拟

FY-4A卫星闪电资料与地基ADTD(Advanced Direction and Time of arrival Detecting system)闪电资料对于研究暴雨等强对流天气具有一定的指示意义,通过对四川省冕宁暴雨个例的研究,对比分析了这两种闪电资料的差别,设计了将两种闪电资料引入数值预报模式的多组数值试验。结果表明：（1）两种闪电资料在不同地区有不同的探测效果,ADTD闪电资料范围更广且分散,FY-4A卫星监测到的闪电数量更密集、分布更集中;两种闪电资料在进入模式之后所转化成的代理雷达回波具有很好的一致性;对于低频次的闪电来说,ADTD闪电定位仪可能比FY-4A闪电成像仪探测效率更高。（2）引入任何一种闪电资料都对降水预报具有正效果,其中ADTD闪电资料的应用对于短时降水预报准确率的提高更为有效。（3）两种闪电资料对于云微物理量的调整作用,在不同的区域有不同效果,说明这两种闪电资料的分布不完全一致,揭示出这两种闪电资料具有一定的互补性。     

上海市两套闪电定位系统探测能力对比分析

为综合评价上海市两套闪电定位系统(Vaisala和Earth Network Total Lightning System)对上海及周边地区地闪的探测能力,利用2015 2016年两套闪电定位系统数据,从地闪数据量、雷电强度、时空分布、空间匹配度和定位精度等多个方面展开对比。结果表明,在上海市范围内相同时间段内Vaisala探测到的地闪频次稳定大于Entls的,但在上海市区域外则相反。两套系统探测到地闪雷电流强度呈单峰分布,以10~20 k A区间内的雷电居多。从数据空间匹配度来看,上海北部地区及杭州湾南岸,Entls相对Vaisala地闪探测的匹配度达70%以上,在上海市范围内该匹配度降至20%左右。两套系统探测到的地闪定位误差大部分集中在5 km以内,且以0~2 km为主。雷暴过程中两套系统探测的地闪随时间变化趋势较为一致,且与雷达回波有一定的匹配度。因此,两套系统都能实现对上海及周边地区地闪的探测,但由于设备型号、探测技术和自身误差等方面的差异,数据量上有差异,需要长时间积累数据进行对比分析,才能更好地利用数据,为防雷减灾服务。     

深圳市气象局闪电定位系统

深圳市闪电定位系统为珠三角地区乃至整个广东省提供了准确实时的闪电定位信息,该系统在数据传输、数据采集处理、定位结果显示方面都较原有的闪电定位系统有很大的改进.局域网建立B/S结构的网络应用,并通过Intarnet模式下的数据库应用以及与地理信息系统相结合,使得该系统更加符合当前网络技术的潮流.     

ADTD 闪电定位系统异常故障分析

结合江西省ADTD闪电定位系统多年业务运行中的各类故障,介绍了设备运行中遇到的异常现象,重点探讨了通信网络故障、搜星不正常、CPU板死机、自检失败等故障现象,并给出了相应的故障排查方法,为闪电定位仪的维护、维修提供参考依据。     

浙江省两套闪电定位系统地闪数据对比

针对2009—2013年浙江省气象部门和电力部门闪电定位系统 (lightning location system, LLS) 监测的地闪 (cloud-to-ground lightning, CG lightning) 数据,从时空分布及探测效率等方面对两者进行对比。结果表明:电力部门LLS监测的年平均地闪频次稳定大于气象部门LLS监测的年平均地闪频次。从空间分布看,沿海平原和金衢盆地等平原地带,两者的地闪密度相近;在杭州和衢州交界地区,气象部门LLS监测的地闪密度稳定大于电力的地闪密度;在其他地区 (如浙西北、浙中南部和浙南等大部分地区),电力部门LLS监测的地闪密度稳定大于气象部门LLS监测的地闪密度。利用雷暴日数对两者的探测能力对比可知,气象部门LLS对一些较弱雷暴天气过程中的地闪有漏测可能。利用雷击跳闸记录对比分析,电力部门LLS逐年探测效率稳定高于气象部门LLS的探测效率,两者相差约6%。     

新疆探空仪器换型前后资料对比分析

选取阿勒泰、阿克苏、和田等8个台站L波段和59-701系统对比观测逐日07时和19时850～100 hPa 10个位势等压面上的高度、气温、露点温度数据,进行差值、离散程度分析,对数据进行t检验,并给出订正方程.研究发现:(1)温度差值07时阿勒泰、库尔勒、民丰等5站为正,哈密、若羌、阿克苏三站为负,正值表明L波段雷达探测的温度值大于59型的温度值,大部分台站19时的差值比07时稳定.(2)高度差值07时和19时4站为正,250 hPa以下差值在0～-10之间,250 hPa以上差值迅速增大,除个别台站外差值最大值均在100 hPa处.(3)07、19时露点温度差值除个别等压面外均为负值,且07时的差值大于19时.(4)大部分台站的高度、温度能通过信度α=0.05的检验,说明L波段与59-701雷达探空高度和气温观测资料无显著性差异.露点温度均未能通过T检验,通过计算给出订正方程.     

湖北ADTD闪电定位系统监测数据质量分析

为了提高ADTD闪电监测系统监测数据的业务应用质量和效率,使用湖北省2006—2019年该系统闪电监测数据,采用网格法、雷击案例验证法和定性分析法,对多个高层建筑附近地闪分布规律和全省时空分布规律进行了统计分析,并通过雷灾事故对定位精度进行了验证。结果显示：①选取的湖北地区4个高层建筑周边地闪回击次数高值区与高层建筑实际位置均有偏差,偏差距离在190～1548 m之间,偏差方位角无固定规律;②4个高层建筑参考点和雷灾事故实际雷击点与闪电监测系统对应的定位偏差数据显示,该系统在平原地区定位平均误差为539 m,山区定位平均误差为1384 m,山区定位误差明显大于平原地区;③该系统监测数据的时空分布特征与湖北降水特征以及湖北周边省市同类监测系统监测数据的一致性较好,雷电流累积概率特征与IEEE推荐的分布规律拟合度较高,说明该系统监测到的主要参数具有一定的准确性。     

闪电定位和雷达观测资料在云分析中的应用及数值试验

本文针对2016年6月山西、山东地区一次强对流活动,通过GRAPES（Global/Regional Assimilation andPrediction Enhanced System）云分析系统融合了多普勒雷达反射率三维组网拼图资料和ADTD（Active DirectoryTopology Diagrammer）闪电定位资料,对模式初始场的云水、云冰等云微物理变量进行了调整和分析,并对这次强对流过程设计了3组数值试验。结果表明:（1）云分析系统在加入雷达反射率资料以后,能在模式初始场中较准确的计算模式的初始水物质;（2）闪电定位资料转换成的替代雷达反射率对原有的雷达反射率有一定的补充作用,使模式的初始场与真实状况更接近;（3）从模式降水的角度看,在加入雷达资料以后,GRAPES云分析可以显著提高6小时以内降水的模拟效果,而闪电定位资料的加入,对中雨以上量级的降水模拟有进一步的改进作用。     

基于闪电定位资料的四川省雷电风险区划分析

本文通过应用2005～2012年四川省闪电定位资料、四川省各地市州经济发展状况、人口分布情况等资料,采用数理统计分析方法,分析了四川省雷电风险区划.研究得到以下结论：（1）四川省中部平原地区和丘陵地带属于四川省雷电高风险区域,川东南地区属于雷电中等风险区域,川西高原及四川东北部地区属于低风险区.（2）四川省平原地区和丘陵地区相较其他地区经济较为发达,人口密集程度也较高,且位于雷电高发地区,易导致雷电灾害发生.（3）川西北高原地区由于地广人稀,经济发展较差,受高原气候环境影响等因素,不易形成严重的雷电灾害。     

深圳市闪电定位资料误差分析及其优化

利用场地误差优化模式对深圳地区的地闪定位资料进行优化处理。首先对深圳市闪电定位系统进行简单介绍,然后利用改进的传输线模式对真实地表环境下的闪电辐射电磁场进行计算,以分析深圳市闪电定位系统的场地误差,最后基于定位误差和场地误差模式对闪电定位数据进行定位误差订正。结果表明不同方位角上的不规则地形对继后回击电磁场波形具有不同影响,随着表征地形粗糙程度的高度均方根的增加,电场的峰值下降,波形的上升沿时间增加。同时,电场波形上升沿时间也会随着方位角的变化而变化,这可能会给时间到达法的定位带来一定误差。为了验证该算法的合理性,对该系统覆盖的区域进行了闪电定位数据优化精度的时空分布分析和评估。结果表明这种优化方案是可行的、可靠的,优化后的闪电定位精度明显提高。     

闪电定位仪远程维修测试系统设计与实现

结合闪电定位仪维修方法,设计闪电定位仪远程维修测试系统,实现了对闪电定位仪运行状态的实时监控,设备状态数据的实时检测、设备故障的自动判断和自动报警等功能。系统采用Web页面显示,界面友好,可实现与设备间的实时互动,有效避免了台站维护不及时、反馈问题不准确等问题,提高了闪电定位仪诊断、维修效率。     

ADTD雷电定位监测系统异常情况分析

针对ADTD雷电定位监测系统在运行过程中出现的异常情况,从雷电定位仪器异常、网络通信模块异常、中心站接收机异常、中心站软件异常几个方面来分析系统故障的成因。归纳指明了在出现异常情况时,系统维护人员解决故障的相关方法和措施。排查分析系统异常的主要依据是ADTD雷电定位监测系统的数据处理流程和基本运行原理。     

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。     

一次龙卷过程的多普勒天气雷达和闪电定位资料分析

利用WSR-98D多普勒天气雷达和闪电定位资料分析了2003年7月8日发生在安徽省无为县境内的一次龙卷过程。此次龙卷产生于低空急流左侧，动力、热力条件均为较有利的大尺度环境，多普勒雷达回波分析发现，龙卷起源于中高层向低层发展的中-γ尺度气旋中。闪电定位资料分析表明，龙卷发生前10min闪电活动开始频繁。龙卷出现后负地闪明显加大，且龙卷闪电存在于雷暴的发展后期、成熟和消亡阶段。此次龙卷的一些基本特征与通常结论有所不同，(1)雷达反射率因子小于通常结论；(2)龙卷风暴发展高度不是很高，回波顶高仅6～9km，类似于普通雷暴；(3)闪电活动中以负地闪为主，正地闪较少，并未出现正地闪一度占主导地位的现象。