基于闪电聚类方法的西北太平洋区域雷暴活动特征

利用2010-2018年全球闪电定位网(WWLLN)观测资料,采用基于闪电密度的空间聚类算法(DBSCAN)建立了西北太平洋地区雷暴数据集,研究了该区域雷暴的时空分布特征,并进行海陆差异对比.研究结果表明,在合理设定DBSCAN参数阈值的条件下,基于WWLLN闪电聚类的雷暴与天气雷达观测在时空分布和过程演变上具有一致性...     

我国中东部雷暴活动特征分析

基于2010—2014年国家闪电监测网的云-地闪电定位数据,利用雷暴识别与追踪算法获得了505 257个雷暴系统,进而统计分析了我国中东部地区的雷暴发生发展特征。考虑地形和气候差异,将我国中东部划分为东北、华北、华中与华东、西南、华南五个区域,对比了上述区域的雷暴中地闪活动持续时间、移动距离、移动速度等特征,并进一步对雷暴发生的环境物理量特征进行了统计分析,最后讨论了雷暴发生与地形的相关关系。结果显示:雷暴具有局地性强、快速生消的特性,超过70%的雷暴移动速度低于60 km·h~(-1),超过80%的雷暴持续时间低于2 h,超过90%的雷暴移动距离低于60 km;东北地区雷暴移动速度相对更快,西南地区移速较慢且雷暴移动距离更短。华中与华东、华南地区雷暴发生的整层可降水量与对流有效位能值最高,西南次之,东北与华北地区最低,而0～6 km垂直风切变则反之;广东、海南等地为雷暴发生最活跃区域,江南、西南地区东部、华南地区西部、华北地区太行山一带等地为雷暴发生较为活跃的地区;雷暴发生与地形密切相关,四川盆地西麓与珠江三角洲地区明显呈现出随地形抬升而导致雷暴触发的情况。     

雷暴闪电活动特征研究进展

从一般雷暴、灾害性雷暴和台风的闪电活动特征以及雷暴闪电尺度特征四个方面对相关研究进行梳理.一般雷暴通常具有正常极性电荷结构,云/地闪比例在3左右(中纬度地区),地闪中正地闪占比为10％左右,负地闪位置往往更集中于对流区.灾害性雷暴倾向具有活跃的云闪,低比例的地闪,易出现反极性电荷结构,正地闪比例偏高.闪电活动与灾害性天...     

基于通道差异及云指数法的西藏雷暴卫星云图特征分析

利用2006-2008年间我国风云-2C（FY-2C）卫星资料和西藏39个测站的雷暴观测资料,采用通道差异及云指数法对西藏地区雷暴在FY-2C云图上的特征进行了分析。结果表明,西藏不同地区雷暴在FY-2C卫星不同通道云图上存在差异。总体而言,雷暴发生时,雷暴云的红外云顶亮温值一般介于-63～-13℃之间,较东南沿海地区...     

抚顺地区雷暴活动特征及成因分析

根据1991～2000年雷暴统计资料 ,对抚顺地区雷暴活动特征、影响系统、地理分布及雷暴天气的成因进行了分析 ,得出了结论     

西天山地区雷暴和闪电特征

利用西天山地区14个气象站1960-2010年雷暴资料和新疆雷电监测网2008年观测资料,分析了西天山地区雷暴和闪电变化特征。结果表明：西天山地区年平均雷暴日数分布呈东西多,南北少的形势。该区域年平均雷暴日数在17.3～85.5 d之间,并以2.7 d/10 a的速率减少。西天山地区雷暴日数的年变化呈单峰型,并在6-7月达到最大值。整个区域以正闪为主,正闪占总闪的比例达66%。该区域闪电电流强度在-130~+63 kA之间,负闪强度大于正闪强度。     

一种人工神经网络云分类方法的改进与应用

采用2005—2009年FY-2C静止气象卫星可见光和红外自旋扫描辐射计的红外1(IR1)、红外2(IR2) 和水汽 (WV) 亮温资料,选取2449个云分类样本。设计两层嵌套的前向传递后向反馈 (BP) 人工神经网络模型,第1层网络选取IR1,IR2,WV亮温及IR1与WV亮温差和IR2与WV亮温差5个特征量,第2层网络选取特征量IR1与IR2亮温差,两层网络都采用一层隐含层且带有附加动量法的简单网络,降低了网络的冗余度。误差分析表明:嵌套BP人工神经网络模型的分类准确率在中云和薄卷云这两类上分别提高了42.7%和11.3%,整个分类模型的平均平方误差和标准化平均平方误差分别降低了6.1%和44.7%,相关系数提高了3.4%。通过3个个例的对比分析发现,嵌套模型的分类结果比传统模型的分类结果更合理,特别是在中低云和薄卷云的云量和位置分辨能力上有了较大提高。     

开平市雷暴特征及雷击活动规律分析

对开平最近10年期间的雷暴气候特征和雷电灾害资料进行整理、利用Excel统计分析,总结出开平地区雷击活动规律。     

一例长生命史雷暴云分裂过程的回波特征

在对平凉冰雹云演变规律研究中,发现一例长生命史强雷暴云分裂成两个不同移动方向的单体雹云。结合探空资料和环境风场,分析了此个例强雷暴云分裂过程的回波特征。结果表明,在强风切变环境中,u与v分量呈反相关,且随高度增强,低层1～3km为弱气旋旋转,中层3～8km为强反气旋旋转,上层8km以上是强气旋旋转。这对右移雷暴云发展中有优势引导作用,导致强雷暴云上层偏向分离发展,分裂发生在强雹暴云有强下沉气流阶段。分裂后,左、右移单体各自维持发展,并产生降雹。整个雷暴发展演变过程维持长生命期,回波特征有四个不同阶段。     

雷暴天气过程中降水结构与闪电活动特征个例研究

为深入分析四川雷暴天气过程中降水和闪电活动特征,运用统计与对比方法,对四川东南部一次雷暴过程中闪电活动及降水结构之间的特征进行研究。结果表明,强降水易发生在低层辐合,高层辐散的流场中,局部地区最大降水强度发生在2~5km高度。降水开始1h后,地闪频数达到最高,地闪主要以负地闪为主,正地闪不活跃。对闪电活动与亮温分布关系知,闪电活动主要发生在低于220K降水云内,闪电活动发生的区域与降水落区一致。对总闪与地闪的分布知,负地闪主要分布在总闪的外围。通过对四川雷暴过程的研究,对雷暴预报有一定的指导意义。     

北京首都国际机场暖切初雷天气的特征分析

针对近两年北京首都国际机场的两次暖切初雷进行研究,总结预报经验,探讨预报的可行性,结果表明:1)两次暖切初雷中,500 h Pa高度层均有浅槽存在,且500 h Pa高度层的正涡度区到达本场附近的时间与雷雨发生时间一致,同时低层有较强的辐合抬升;2)从雷达图像来看,两次雷雨发生时,本场附近均存在明显的速度辐合,雷雨回波为局地生成;3)相当黑体温度(Black Body Temperature,TBB)越低,对流越旺盛,所以TBB等值线图可以用来推断对流的发展趋势;4)在雷雨发生时段,基于风云2号气象卫星的雷暴云指数值介于0~0.5之间,雷暴云指数的变化趋势可以较准确表征雷雨发生的时间。     

Thunderstorm and Lightning Activities over Western Pacific, Northern Indian Ocean and South China Sea Along with Their Adjacent Lands

The Lightning Imaging Sensor (LIS) and Radar Precipitation Feature (RPF) data are used to investigate the activities and properties of lightning and thunderstorms over a region including the Western Pacific, northern Indian Ocean and the South China Sea along with their adjacent lands. The lands feature significantly more frequent lightning flashes and thunderstorms than the oceans, especially the open oceans. The highest densities of lightning and thunderstorm occur over the Strait of Malacca and the southern foothills of the Himalayas. Over the ocean regions, the Bay of Bengal and the South China Sea are characterized by relatively frequent lightning and thunderstorm activities. Larger average spatiotemporal size and optical radiance of flashes can be found over the oceans; specifically, the offshore area features the most significant flash duration, and the open ocean area is characterized by the greatest flash length and optical radiance. The smallest average values of flash properties can be found over and around the Tibetan Plateau (TP). The oceanic thunderstorms tend to have a significantly larger horizontal extent than the continental thunderstorms, with the former and latter having the average area of the regions with radar reflectivity larger than 20 dBZ, generally over 7000 km2 and commonly below 6000 km2 , respectively. The TP thunderstorms show the smallest horizontal extent. Meanwhile, the oceanic thunderstorms exhibit greater 20 dBZ but smaller 40 dBZ top heights than the continental thunderstorms. The average flash frequency and density of the oceanic thunderstorms are typically less than 5 fl min–1 and 0.3 fl 100 km–2 min–1, respectively; in contrast, the corresponding values of continental thunderstorms are greater. It is explored that the regions associated with strong convective thunderstorms are more likely to feature small-horizontal-extent and low-radiance flashes.     

The Characteristics of Cloud-to-Ground Lightning Activity with Severe Thunderstorm Wind in South and North China

The characteristics of cloud-to-ground（CG） lightning activity with severe thunderstorm wind（STW） in South and North China are analyzed using CG lightning data, radar data, and serious weather reports. The percentage of positive CG（PCG） flashes with STW in North China is larger than that in South China. STW takes place during the period when the total CG and PCG density is increasing fastest. STW also occurs close to the high-value center of CG and PCG density. In North China, the CG and PCG density in the grid of STW maximizes approximately 20 minutes after the STW occurs; while in South China, the PCG density and percentage of PCG in the grid of STW maximizes about 10 minutes before the occurrence of STW. The high-value centers of CG density and PCG density in North China move slightly faster than those in South China, which is opposite to the rate of increasing CG activity.     

三亚市雷电活动特征及雷灾分析

通过对三亚市1959～1997年共39a资料统计分析,找出三亚市雷电活动的时空分布特征,并简单分析了产生雷暴的影响系统及雷电受损特点.     

河南省强雷暴地闪活动与雷达回波的关系探析

利用ADTD雷电定位显示监测系统资料和郑州714CD多普勒雷达回波资料,对河南省2004--2006年8次雷雨大风伴局地冰雹和强暴雨两类强雷暴天气的地闪和雷达回波的特征及关系进行了分析,从观测事实出发,分析了河南8次强雷暴地闪活动与雷达回波的关系。结果表明:大风冰雹类回波强度为50～60 dBz,暴雨回波强度一般为40～55 dBz。暴雨地闪频数明显多于大风冰雹类;大风冰雹类天气以正闪为主,正闪比例在50%以上,暴雨正闪比例在6%以下;最大正、负闪强度可以出现在强雷暴过程的开始、持续、结束时段。块状单体回波出现或出现前,地闪已经出现,移动过程中的强回波带,少量地闪出现在强回波移动方向的前方20～30 km内,此地闪能很好地预示强回波未来移动方向;对于暴雨类天气,地闪不能很好预示降水的开始,地闪频数的增加预示强暴雨进入持续阶段,地闪减弱比暴雨回波减弱有明显的提前量。雷雨大风冰雹和暴雨持续阶段其正闪密集区和负闪密集区都同40 dBz的强回波区有很好的对应关系。雷雨大风持续阶段地闪数频数突增,整个时段地闪频次具有单峰特征;暴雨整个时段地闪频次具有双峰或多峰值特点以及高频数地闪持续性特点;1小时地闪频数强暴雨远大于雷雨大风冰雹类。暴雨类0℃、-10℃、-20℃层高度及云顶高度一般高于大风冰雹类,△H_(-10～0℃),△H_(-20～0℃),△H_((?)～0℃)三层高度差也大于大风冰雹类。     

雷暴活动与MLT区域金属Na层变化特征的统计研究

结合WWLLN闪电定位资料、子午工程海口站激光雷达所测的中性金属钠原子密度数据,利用SEA时序叠加法对对流层雷暴活动与中间层及低热层(MLT)金属钠(Na)原子变化进行了分析,探究了金属钠原子层对雷暴活动的响应及变化特征.研究表明:在雷暴日,MLT区域Na原子在距地面90～95km处的密度小于非雷暴日的值;利用总雷暴活...     

克拉玛依1971－2008年雷暴、闪电日气候特征分析

利用克拉玛依气象站1971-2008年的地面气象观测资料,分析了克拉玛依雷暴、闪电的年际、季节和日变化气候特征.总结了雷暴出现的起止时间和持续时间的分布特点.结果显示,38a克拉玛依雷暴日年平均26.2d,闪电日年平均22.2d.20世纪70年代至今克拉玛依雷暴、闪电日均呈持续递减趋势.雷暴每天较集中出现的时间为13:00-21:00,持续时间以0.5h以内的短时性雷暴为主.     

Characteristics of Lightning Discharges and Electric Structure of Thunderstorm

Progresses in the research on physical processes of lightning discharge and electric structure of thunderstorm in the last decade in China have been reviewed. By using the self-developed lightning detecting and locating techniques with high temporal and spatial resolution, the characteristics and parameters of lightning discharge in some representative areas in China have been obtained. Observations on lightning activity were conducted for the first time in the Qinghai-Tibetan Plateau in 2002-2005, and the special characteristics of the thunderstorm and lightning activity in the plateau were revealed. The lightning spectra in the band of visible light were recorded, and the spectral lines were identified in detail with introduction of modern theories of atomic structure. The techniques on artificially altitude triggered lightning and related measurements under a harsh electromagnetic environment have been well developed. Evidences of bi-directional leader propagation were observed by means of optics and VHF radiation during the triggered lightning discharges. Some lightning protection devices have been tested using the artificial lightning triggering techniques. In addition, the correlation between lightning activities and weather and climate was preliminarily studied.