青藏高原东北部地区夏季雷电特征的观测研究

介绍了2002年夏季在海拔2650m的青海东部地区所进行的雷电综合观测实验及初步研究结果。实验中采用了GPS同步的6个站闪电快、慢电场变化和平均电场的同步观测,配合1ms的高速摄像对该地的雷暴电荷结构、闪电放电特征等进行了研究。初步研究结果表明,青海东部的雷暴云当顶时,地面电场既可受云内的负电荷所控制,也可能受正电荷所控制,揭示了雷暴电荷结构的复杂性。同时,闪电特征也存在一定的特殊性,所发生的地闪先导常以多分叉的形式慢速向地面行进,并在地面形成两个或两个以上的接地点;梯级先导的发展速度约为0.8～1.18×105m·s-1。同时在地闪发生之前和之后常有持续时间较长、闪道清晰的云内放电过程发生。高速摄像观测首次发现,在一次云内正电荷控制地面电场的雷暴条件下,云内放电过程呈现出双层结构特征。放电首先从上部负电荷区和下部正电荷之间的地方激发,然后上、下同时发展。在开始阶段只能看到向下的负流光通道,当上、下发展的通道分别到达负、正电荷区时,明亮的的主通道形成。之后放电在下部正电荷区以多分叉的形式水平扩展,下部的水平扩展停止后,主通道上部的放电开始水平扩展,是一种反极性的云内放电过程。     

测风气球充气架

升速200米/分的测风气球,充气时需要两个测风气象员来操作,有时充得过多还会浪费氢气。我们自制了一个充气架,只需将套有气球的平衡器插上插头进气咀,固定在充气架上。然后启动开关轮柄灌球,待气球充灌到充气架横标尺上一定位置时,关闭开关轮柄,从充气架上取下气球,看气球的充气量是否合适。若气球下降,再继续充气直至平衡。这样,只     

制氢事故的防止

1979年11月11日下午,制氢产量达80个大气压。灌球时,还未灌满,压力表已下降到20个大气压。这引起了我们的注意,立即组织人员排除故障。打开开关轮柄,氢气出得很慢,十几分钟后压力表已指到零。可是用力压开关轮柄,却压不下去;可见筒内还有氢气。鉴于1958年发生过制氢事故,所以又作进一步的检查。我们站到筒后面,用手慢慢打开大螺帽,结果大螺帽冲出去7米之远。由于早有准备,防止了一次事故。     

高海拔地区高空探测气球施放高度影响因素及解决办法——以格尔木气象台为例

通过对2015—2017年格尔木高空站探测施放高度的统计分析,总结影响探空高度的因素有气球质量、天气变化、氢气的充灌、气球的存放等,提出了存放气球要远离火源水源且存放时间不宜过长、充气时气流量要保持均匀、阴雨天要比晴天多充10%～20%的氢气、尽量使用纯度较高的氢气等相应的措施,有效提高高空探测施放高度和质量,获取更多更准确的探空资料,为提高天气预报准确率提供第一手观测资料。     

用插管漏气法提高气球施放高度

如何提高探空气球的探测高度,83422部队气象分队采用插管漏气法作了尝试,取得了较好的效果,平均探测高度提高4,000米以上。具体做法是: 探空球充灌完毕扎好球皮后,临施放前,在扎球绳上方球皮嘴较厚处,用小于插管直径的钉子将球皮刺破,尔后,将预先准备好的内径为2—3毫米的     

净举力与探测高度

气球充灌一定量氢气后产生浮力,浮力减去球皮、探空仪等附加物重量得到一个纯粹向上的力,高空气象探测中称它为净举力。一般说。附加物固定后,净举力决定气球升速快慢。升速快,球炸早;升速慢,球炸晚。为了提高探测高度。需要对它们之间的关系作些分析研究。 首先来分析净举力与气球升速的实际关系,我们挑选了涠洲岛探空站1981年6、7、8月和1982年6、7、8月各20份记录,分别求算各等压面间的每分钟升速值及20份记     

雷暴电荷分布对正极性云闪放电特征影响的数值模拟

本研究将云闪随机放电参数化方案植入到偶极电荷结构中,固定主负电荷区的参数和位置,通过不断调整上部正电荷区的参数（电荷浓度和水平范围）和位置以此来模拟不同高度处起始的正极性云闪,进而探讨正云闪放电特征与雷暴电荷分布之间的关系。模拟结果表明在偶极电荷结构中,抬升上部正电荷区的高度,能够产生如观测所示的高海拔正云闪,不同于普通正云闪起始于向上传播的负先导及水平或稍向下延伸的正先导,高海拔处起始的正云闪以大范围向下传播的正先导及水平或轻微向上延伸的负先导为主要特征。随着上部正电荷区位置的抬升,正云闪起始高度也随之升高,当上部正电荷区抬升到一定高度后（本研究中当上部正电荷区下边界超过12 km）,云闪通常起始于主正电荷区内,且上部正电荷区的浓度以及水平半径对于云闪的起始高度没有显著影响。此外,云闪正、负先导通道的长度与电荷区的浓度、水平半径以及起始点和负、正电荷区之间的距离存在显著的正相关关系。     

探空仪器施放高度偏低的原因与对策

对延安站１９９３～１９９８ 年、１９９９ 年１～５ 月探空高度资料及１９９９ 年氢气纯度记录资料进行分析, 探讨探空高度偏低的原因, 得到制氢时氧气含量过多、施放气球时有降水现象、球皮质量差、充气量过多、充气时操作不当及探空仪器质量和雷达故障都是造成探空高度偏低的原因, 并提出相应对策。     

利用地面电场对中川地区一次雷暴过程电荷结构的研究

针对中国内陆高原地区雷暴多为孤立且尺度较小的特征,假定孤立雷暴在闪电发生前,当地面电场处于平稳状态时,云内的电荷区在水平方向上均匀分布,且只与垂直高度有关。根据云厚可将雷暴云在垂直方向上分为若干个厚度相等的区域,地面电场值即为雷暴云内多个水平均匀分布的电荷区域共同作用的结果。在此理论假设基础上,利用甘肃中川地区一次典型雷暴过程引起的多站地面电场观测资料,对该雷暴过程的电荷结构及其演变特征进行最小二乘法的拟合研究。结果表明,在雷暴发展演变过程中,其下部始终存在一范围和强度都较大的正电荷区,同时在雷暴云顶部存在强度较小的负电荷区,使得雷暴整体上呈四极性电荷结构。通过与雷达回波的对比,发现雷暴电荷中心与雷达强回波中心位置大体一致。     

测风小球充气量的程序计算

小球测风人工查取净举力充灌气球,有时易忘记增加灯笼腊烛的重量,造成净举力错误。错误的产生一部分是发生在查取净举力表格上,而另一部分也是关键的部分就是发生在灌球漏加灯烛砝码总举力上,改变了正确的净举力。特别是秋、冬交接之际,新同志刚参加工作,探空站补放小球,最容易发生净举力错误。     

湿球纱布何时剪短适宜

《地面气象观测规范》规定湿球温度表的溶冰观测是:当湿球纱布冻结后,应及时从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰,待纱布变软后,在球下部2~3 mm处剪断,然后把湿球温度表下的水杯从百叶箱内取走,以防水杯冻裂。笔者下站检查业务工作,曾发现某站的气温是-1.1℃,但湿球纱布还未剪短。我们认为这样做是不对的,原因是当气温达0℃以下,湿球球部的纱布不一定结冰,但水杯内的水会结冰,从而使湿球纱布浸入水中的一部分也结冰,造成影响湿球纱布的正常吸水及湿球表面的蒸发和热量交换,常会形成水上部分纱布似冻非冻,导致湿球温度表示度不稳定,甚至失…     

中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演

利用2002年夏季在青海省大通县进行的雷暴及闪电综合观测实验中所获取的6站GPS同步闪电电场变化资料,对8月4日一次下部具有大范围正电荷区的典型性雷暴过程的雷电特征进行详细研究。利用点电荷模式对16次负地闪和2次正地闪所包含的共65次回击所中和电荷源进行的非线性最小二乘法拟合研究发现,负地闪所中和的负电荷距离地面的相对高度在3~5 km,而两次正地闪所中和的雷暴云电荷在5~6 km的高度,表明该雷暴云呈三极性电荷结构。负地闪单次回击所中和电荷量平均为1.48 C,而两次正地闪都为单次回击且中和的电荷量分别为1.37 C和2.68 C。     

甘肃中川地区雷暴地闪特征的初步分析

本文分析了1987年6月28日甘肃中川地区一次雷暴过程中地面4个测站的电场资料,并定量估算了4个地闪的8个回击所中和的电荷量及其高度。负地闪回击所中和的电荷离地高度为4km左右(对应的环境温度为-11.2℃),而正地闪回击所中和的电荷离地高度为2km左右(环境温度+4.9℃)。负地闪大多发生在云闪后的电场恢复阶段,且在开始时往往具有持续几百毫秒的云内放电过程。其激发过程可能是首先在云底部正电荷区产生向上传输的持续正流光,导致云中部负电荷向下移动,并引发向下传输的负先导,最终导致地闪回击的发生。     

1985年澳大利亚高压与我国夏季降水的振荡关系

本文利用1985年6—8月气象资料和卫星云图资料,计算了南半球澳高地面气压与我国近35个台站24小时降水量的凝聚谱、位相谱,发现在准一周(约五天)周期处两者存在反位相振荡。又通过澳高地面气压与北半球有关环流系统的凝聚谱、位相谱分析,发现澳大利亚冷空气爆发与北半球夏季低纬和中纬行星尺度系统存在短周期准一周(约五天)左右遥相关。并且,东亚沿岸从南到北七个站850百帕经向风速,与澳高地面气压在周期五天左右处,有较高的凝聚平方值,风速增强过程有北传现象。      

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。     

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。     

云地闪点电荷模式的适用性及云闪的折线流光模式

本文首先论述了由地面多站电场变化测量来计算地闪所中和的电荷分布参数时点(球对称)电荷模式的适用范围及其可能造成的误差。结果表明:如果地闪所中和的电荷呈园盘状的对称分布(以模拟雷暴云中负电荷分布的水平尺度远大于垂直尺度的情况),则在水平尺度小于其离地高度的情况下,使用点电荷模式得出的电荷量及其中心离地高度和假定的电荷分布参数很接近;但如果电荷分布的水平尺度大于其离地高度,则由点电荷模式得出的结果会过高估计电荷中心的离地高度及电荷量大小。 本文第二部分提出了一个云闪的折线流光模式。根据地面多站电场变化测量,用这个模式可以确定云闪初始流光的极性、传播方向及传播速度等参数。从几个云闪个例的资料分析表明,这些闪电都是由向上传播的负流光开始的;流光激发后只要10—30毫秒就达到最大伸展,其传播速度和地闪梯级光导相似,达10~5米/秒的量级。这些结果和前人关于流光在云闪持续一半以上的时间里都连续伸展,因而其传播速度较慢的看法不符。     

河北高速公路交通事故特征及其气象预警模型

利用2015年10月至2018年10月河北省高速公路交通事故资料和109个国家站地面常规观测资料,对比分析夏半年和冬半年高速交通事故的时间变化特征及与气象要素的关系,利用主成分分析方法筛选出对交通事故影响较大的气象因子,并引入二元Logistic回归模型,分别建立夏半年和冬半年高速交通事故气象预警模型,并对模型进行精度检验。结果表明:河北高速公路交通事故具有明显的日、月变化特征,夏半年事故量是冬半年的1.4倍,且夏半年事故量月波动较冬半年弱;夏、冬半年交通事故日变化均呈"M"型分布,白天远高于夜间,峰值分别出现在10:00和15:00,且夏半年各时次(18:00—20:00除外)事故量高于冬半年。河北高速交通事故气象预警模型综合了湿度、降水量、风速、气压因子,而冬半年还增加了温度因子,预警模型对低于或等于事故发生众数的样本预测正确率均在99%之上,而对高于事故发生众数的样本错判率较高,但整体精度仍在80%以上,说明模型对高速公路交通预警有一定参考意义。     

重庆市建筑孔桩有限空间事故的气象诱因初探

统计了2011—2017年重庆市建筑孔桩有限空间安全事故信息,发现重庆地区的孔桩事故均发生在夏季,主城区和渝西地区为事故高发区。选取潼南"6.22"事故为典型案例,综合分析了气象监测数据、NCEP/NCAR再分析资料等,总结造成孔桩事故的气象诱因如下:夏季易产生降水,雨水渗透入土壤中,降低了土壤通气性,还会携带有毒有害气体向低处汇集;温湿条件适宜,人体舒适度较高,作业人员易放松警惕;风速较小,有毒有害气体容易积聚;冷空气入侵,地面气压增高,有毒有害气体不易扩散。     

南半球常定的大地形与热力作用对于一月份大气波谱与能量的影响

应用富里叶分析对于观测到的和4种不同地面条件下的半球环流谱模式所得的结果进行了波谱分析。分析的结果表明地形的强迫以及海面热力作用对南半球大气中的波谱产生了影响。 南半球三个低纬度的大陆及它们的地理位置以及海面的热力条件使得30°S处地面的气压波谱m=4、8和12变得显著。海面的热力条件又显示出它对波谱的其他影响。在纬向均匀的海面温度条件下,50°S处的绝大多数波都减弱了;而在30°S处的多数波增强了,而且位相也起了变化,向西移。大陆没有山脉的情况,会使得50°S处的多数波减弱。倘移去南极州,并代以海面时,30°S处,一直到波数8所有波都具有更大的振幅。 在本文中还对这4个实验中的能量问题进行了讨论。