大气探测和雷电研究进展

<正>1雷电观测试验和物理过程研究1.1雷电野外观测试验2012年5月中旬至9月底,大气探测研究所在广州野外雷电试验基地开展了第7年的广东闪电综合观测试验(GCOELD)。该试验在人工引雷试验场、从化市气象局和广东省气象局3个观测点实施。人工引雷试验场主要围绕人工引雷开展闪电光电磁综合测量,通信基站、风力发电机防护试验,高压输电线感应过电压特征观测以及闪电化学效应的测量,同时兼顾对自然闪电的观测;从化市气象局观测点主要对自然闪电开展综合观测,兼顾对人工引发雷电电磁辐射场的观测;广东省气象局观测点主要     

闪电定位数据替代雷暴日人工观测初探

以深圳市为例,对近10 a闪电定位、人工观测雷暴日、天气雷达及探空资料进行分析,探讨闪电定位数据替代雷暴日人工观测的合理性和可行性。结果表明:(1)闪电定位数据与雷达回波具有较好的一致性,可用于替代雷暴日的人工观测。(2)基于最小二乘法,得到闪电定位数据与人工观测雷暴日最优匹配的半径范围为9. 24 km,在该半径范围内,闪电定位得到的雷电日与人工观测雷暴日的年平均误差2. 8 d,平均误差率4. 3%。通过雷暴日和闪电定位数据之间的比例关系分析,发现两种观测数据的一致性较好。(3)雷暴日和雷电日的环流形势和天气系统基本相同,两种天气条件下温、湿廓线的相关系数均为0. 99,且具有基本一致的环境物理条件。人工观测雷暴日和基于闪电定位得到的雷电日随闪电定位取值半径的变化特征及其二者关系的分析表明,闪电定位数据替代人工观测雷暴日的方法和结果具有较好的合理性。     

闪电定位仪单站使用结果及建议

利用闪电定位仪收测雷电中发现 :测到的频率最高的闪电强度为 70 0 0～ 130 0 0A ,<10 0 0A的弱闪电很少观测到 ;观测到的闪电多在 80～ 180km范围内 ,5 0km以内和 2 10km以外的闪电几乎无显示 ;观测到的正闪几率在 95 %左右 ,负闪很少 ,负闪对强对流天气具有指示性 ;闪电定位资料存在 30 %的距离误差。     

闪电定位仪单站使用结果及建议

利用闪电定位仪收测雷电中发现测到的频率最高的闪电强度为7000～13000 A,<1000 A的弱闪电很少观测到;观测到的闪电多在80～180 km范围内,50 km以内和210 km以外的闪电几乎无显示;观测到的正闪几率5%左右,负闪很少,负闪对强对流天气具有指示性;闪电定位资料存在30%的距离误差.     

浅谈雷暴与闪电的观测记录

浅谈雷暴与闪电的观测记录姜庆芝（兴安盟气象处）雷暴和闪电都是积雨云中，云间或云地之间产生的放电现象。雷暴出现时有时闪电兼雷暴，有时只闻雷声而不见闪电。雷暴与闪电的观测记录方法《规范》中己有明确规定，但从报表审核发现，在雷电多发季节，疑误记录时有发生，...     

冰雹云的闪电频数特征及其在防雹中的应用

本文总结了1976—1979年在甘肃平凉地区用双通道闪电计数器所观测的冰雹云闪电频数的特征。观测表明雷暴云的闪电频数与降水物有关:冰雹云的闪电频数远大于雷雨云;用5分钟累计的闪电数等于、大于100次这样一个简易指标可以识别测站40公里范围内有无冰雹云,其成功率为80％以上,漏报和空报率平均在10％左右。文中还将闪电频数随时间的演变与雷达强回波(36dbz)顶高随时间的演变进行了对比,发现二者有明显的正相关;雷达识别冰雹云指标和闪电计数器识别冰雹云指标在时间上也基本是一致的。这说明闪电活动程度在一定条件下可以代表雷暴云的强度,云合并时云体迅速发展、闪电数猛增也说明了这一点。此外,文中还对冰雹云闪电频数高的原因进行了初步讨论,並指出了闪电计数器观测中应注意的一些问题。     

双站摄像资料重建闪电三维通道的方法

为了满足准确分析闪电通道三维发展特征和闪电先导相互作用的需求,建立了一种利用双站摄像资料重建闪电三维通道的方法,从两幅在不同位置拍摄到的闪电二维图像上分别获取通道的坐标序列,利用空间立体几何原理,寻找两组序列中互相匹配的坐标,再由匹配的坐标序列重建出最终的闪电三维通道。通过对一次实际观测个例的重建与分析,验证了重建算法在实际观测中的可靠性,并对闪电通道的三维长度和二维长度进行了对比,发现两者差异可达2倍以上,充分说明了闪电三维特征分析的重要性。     

山东省雷电活动的时空变化特征

利用卫星观测到的闪电资料和山东省雷暴资料对山东省雷电活动进行时空变化特征分析。结果表明,雷暴日的空间分布特征与卫星观测到的闪电密度空间分布大体一致;雷暴日的季节分布特征与卫星观测到的闪电季节分布大体一致;山东省的雷暴日变化具有从20世纪60年代中后期开始,年雷暴日数具有明显的线性减少趋势,并呈现出在波动中下降的特点。     

一次TS型线状对流不同阶段LMI闪电特征分析

本文以2019年一次尾随层状（TS）型线状对流为研究个例，利用FY-4A闪电成像仪（LMI）资料、雷达组合反射率因子资料、地基闪电定位资料（ADTD）、FY-4A云顶亮温资料（TBB）和其他常规观测资料，对比分析了LMI闪电数据在TS型线状对流3个不同演变阶段的数据可靠性及观测特征。结果表明：TS型线状对流不同演变阶段的LMI闪电观测具有一定的时空连续性，LMI闪电分布与ADTD闪电分布的区域总体较为一致，但数量多于ADTD闪电数量，并多位于TBB≤240K的对流云中，LMI闪电数据可信度较高；对流发展阶段，LMI闪电观测大部位于TS型线状对流移动方向的前方，位置超前于前导对流线，对未来0-1小时内对流发展具有提前指示意义；对流成熟阶段，LMI闪电观测与前导对流线位置较为一致，对线状对流发展具有监测意义；对流减弱阶段，LMI闪电一部分位于减弱的前导对流线中，另一部分位于其后侧尾随的积层混合云中。最后，给出了本次TS型线状对流不同演变阶段LMI闪电观测特征示意图，为LMI闪电产品在对流天气监测预警中的应用提供一定参考。     

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。     

用TRMM/LIS资料分析长江三角洲地区的闪电活动

统计分析了1998~2004年长江三角洲(长三角)地区由星载闪电成像传感器(LIS)观测的闪电资料，发现了该地区LIS闪电活动的一些时空分布特征:闪电次数的年差异较大，最多年份是最少年份的3倍；7~8月盛夏季节是闪电高发期，闪电次数和日数分别占全年的70%和60%；闪电高发期间的抬升指数(IL)小于-2℃；7~8月闪电主要集中于午后，3~6月则集中在上半夜；上海地区单日LIS闪电次数超过8次时，多伴有强对流天气和短时强降水；长三角地区的闪电活动区主要分布在上海的东部，部分沿江、沿湖地区和浙江的龙门山等山区；水域闪电少于陆地，大城市城区下风方向闪电活动较多，部分雷暴刚入海时有加强的趋势。分析表明:太阳辐射的季节变化和日变化等是造成闪电时间分布的主要原因；地形的动力作用和下垫面的物理特性及其差异是造成气候意义上中小尺度闪电空间分布差异的主要原因。文章对LIS闪电定位资料进行了探测效率订正，根据LIS注视时间计算了闪电密度，并与地基闪电定位资料和多普勒天气雷达资料进行了对比。LIS闪电活动特征的分析，对雷暴预警和防灾减灾有指导意义。     

正则表达式在闪电定位资料处理中的应用

随着闪电定位观测手段的提高以及观测仪器的改进,闪电定位资料的质量也在不断提高,其应用也越来越广泛.原始闪电定位资料从数据整理、入库、查询、分析都离不开正则表达式这种功能强大的形式语言.将正则表达式应用于闪电定位资料处理中,可以大大简化处理过程,提高工作效率.本文通过闪电定位资料入库实例,介绍了在.NET平台下,基于C#的正则表达式在闪电定位资料处理中的应用.     

实时闪电电磁场同步观测系统

阐述如何对亚微秒级的闪电电磁场变化波形进行同步采集。设计制作了量程可调的快、慢电场变化观测系统,用以获取闪电电场变化信息,并结合磁场同步资料实现了不同环境下的闪电观测要求。基于数据采集卡（PCI-5105）和Labwindows/CVI开发平台,研制了闪电波形同步数据采集系统和分析处理软件。整套系统具有高采样率、大容量、多参量、同步观测等特点,并已通过野外试验的验证,为研究闪电放电的微物理过程提供了探测手段。     

2007—2015年京津冀地区闪电分布特征

利用2007—2015年京津冀地区闪电定位系统地闪监测资料和地面雷暴观测资料,对京津冀地区闪电的分布特征进行了统计和对比分析。结果表明:2007—2015年京津冀地区人工观测的雷暴总数与闪电定位系统观测的总地闪数值不同,但二者时间分布具有较好的一致性;地面人工雷暴观测受观测规范的限制,主要反映雷暴日的概念,对比而言,闪电定位系统观测的地闪更接近实际闪电的分布。2007—2015年京津冀地区正地闪占总地闪的比例为7.8%,不同季节和不同地区正地闪占总地闪的比例不同。各月正地闪分布相对均匀,与总地闪和负地闪不同,但总地闪、正地闪和负地闪的日变化特征无明显区别。京津冀地区地闪高密度区集中出现在山脉与平原过渡带和海陆交界处。     

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。     

雷雨云冰雹云闪电频数特征及其在人工防雹作业中应用

1 引言 1989～1991年夏季(6～9月)在辽宁省绥中县防雹试验区,应用中国气象科学研究院人工影响天气研究所研制的BM—1型闪电计数器,对雷雨云中形成的冰晶、冻滴、霰和冰雹荷电所产生的闪电活动进行了观测,取得了系列资料。另外,在观测闪电频数的同时.还根据闪电的特征与雷达回波结合起来,用来区别雷雨云和冰雹云,在指导人工防雹作业上取得了较明显的效果。     

册亨县闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析

利用2006—2011年贵州省闪电定位仪资料和册亨一般站人工观测雷暴日资料,对人工观测雷暴日与闪电定位仪监测到的雷电日、地闪密度等进行时间和空间上的分析,找出册亨县雷暴活动的相关规律。     

云南西双版纳地区闪电活动特征

应用2017—2018年云南省VLF/LF三维闪电定位数据和1987—2006年云南省人工雷暴日观测数据,运用数理统计、空间插值等方法分析"雷都"西双版纳闪电活动的时空分布特征,运用网格法将闪电定位数据转化为网格雷电活动日,研究人工观测雷暴日与闪电定位监测资料的相关性。结果表明:西双版纳地区雷电活动从3月就开始逐渐增多,峰值出现在7—8月。就闪电频次而言,云闪少于地闪、正闪少于负闪,正地闪明显多于云南省其他地区。11月闪电强度较大,但频次较少;7月闪电频次较多,但强度较小。云闪多发生在8 km以下,平均高度为4.914 km。地闪和云闪密度分布一致,北部高而南部和东西部低;云闪的强度明显高于地闪,但在空间分布上均是北部弱而南部和东西部强。人工观测雷暴日与网格雷电活动日的逐月分布特征较一致。研究还表明:西双版纳在云南省范围内是人工观测雷暴日最多区域,也是网格雷电活动日最多区域。     

闪电定位真实地表修订算法的检验评估

采用2017年中国气象局雷电野外科学试验基地的广东闪电综合观测试验(简称:GCOELD)的人工触发闪电观测数据,对粤港澳大湾区的闪电定位探测误差进行评估,并进一步检验真实地表的地形修订算法的可靠性.结果表明:(1)针对36次人工触发闪电事件的回击过程,粤港澳闪电定位网的探测效率为61.11％;距离探测误差平均值约为34...     

风云四号静止卫星闪电成像仪监测原理和产品算法研究进展

静止卫星闪电成像仪通过光学成像探测实现闪电定位,能够对闪电活动进行长时间连续监测,为中国地区强对流天气预警和区域闪电活动特征研究提供观测基础。结合国外静止卫星闪电成像仪研究现状,针对风云四号静止卫星闪电成像仪工作原理和产品算法进行了介绍。