雷电临近预警方法和系统研发

为满足高速发展的现代社会对雷电预警预报气象服务日益增加的需求,中国气象科学研究院研发了雷电临近预警系统(CAMS_LNWS).CAMS_LNWS采用了多资料、多参数和多算法集成的雷电临近预警方法,能够综合利用雷达、卫星、闪电监测系统、地面电场仪和探空仪等的观测资料,参考天气形势预报产品和雷暴云起电、放电模式运行的结果,结合区域识别、跟踪和外推算法与决策树算法,自动生成雷电活动潜势预报结果和雷电临近预警结果,并提供多种形式的雷电临近预警产品,以满足不同的应用需求.该系统人机界面友好,参数接口丰富,简单易用,有利于在各地区的推广应用.同时该系统采用了模块化的结构设计,具有灵活的扩充性,便于今后对预警方法的不断升级和改进.     

基于闪电距离判定、雷达产品阈值控制的雷电预警算法研究

从研发专业雷电临近预警服务产品及提高其时效性的目的出发,以0.01°×0.01°栅格、6min为一个预警单元,在雷达阈值控制的雷电临近预警模型的基础上,对每个预警网格进行前5个时段内所发生闪电与网格的距离计算,按闪电逼近网格的距离和变化趋势确定预警规则,生成当前时刻往后6min栅格、重点区域雷电发生情况的临近预警产品,并对模型的预报成功率进行了定量和定性化的评估,结果表明该模型相比传统依靠雷达阈值控制进行雷电临近预警的方法在栅格、区域的预报准确率都有一定的提高,计算速度快,可以较好地被应用到实际特别是专业雷电临近预警服务中。     

输电线路雷击前近距离气象要素变化特征分析——以石家庄市为例

利用石家庄市1990—2017年输电线路雷击事故资料,结合输电线路雷击发生前近距离的气象观测数据,统计分析了输电线路雷击发生前的雷暴方位、风、气压、相对湿度、气温和地温的变化特征。结果表明:输电线路雷击发生前12 h内的雷暴方位走向大多呈现从西北或偏西方位经过天顶至东南或偏东方位,或终止于天顶。输电线路雷击前6 h内气象要素的小时变化,地面最多风向由东南经东北向西北旋转,最大风速随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显增大趋势;平均相对湿度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显上升趋势;平均气温和平均地面温度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显下降趋势;平均本站气压随输电线路雷击发生的临近变化趋势不明显。输电线路雷击前6 h、3 h和1 h气象要素波动幅度的年变化,前1 h气温和地面温度波动幅度呈逐年明显下降趋势,其他时段气象要素波动幅度变化趋势不明显。输电线路雷击发生前地面最多风向逆时针旋转,最大风速和空气相对湿度明显上升,气温和地面温度明显下降,但气压变化不明显;输电线路雷击发生次数分别与输电线路雷击前1 h气温和地面温度波动幅度呈现完全明显负相关。     

成都地区一次雷暴过程地面电场演变特征

本文根据2010年9月17日成都地区一次强雷暴过程中大气电场仪和闪电定位资料,分析雷暴起始、发展、消亡阶段地面电场演变特征,通过对比地闪监测网资料发现地面电场仪能够准确反映闪电活动规律。将地面电场仪与闪电定位资料相结合,可大大提高雷电预警的准确性,同时实现面向重点区域的雷电短临预警,该预警模式具有时效性高、准确率高等特点,同时也能够有效弥补现有雷电预警方法的不足。同时为四川省强对流天气系统的演变和分类检测和临近预报提供参考。      

高压架空输电线路的防雷技术探讨

在对枣庄市山区的几条10kV和35kV高压输电线路的防雷施工中,通过对高压输电线路的雷击跳闸案例分析,分析出了高压架空输电线路的雷击跳闸的原因,探讨高压输电线路切实有效的雷电防护技术,解决雷电对输电线路的绕击和反击问题。     

雷电临近预警系统在四川省的推广应用

为了提高四川省防雷减灾工作效率,推动雷电服务数字化、网络化、集约化、规范化、标准化,实现快速、准确、高效的雷电短时临近预警,四川省防雷中心协助中国气象科学研究院,共同研制开发了“四川省雷电短时临近预警系统”.目前四川省防雷中心已经结合本地的实际情况开展雷电临近预警业务试运行.同时在成都、凉山、眉山、绵阳、乐山等市州气象台进行区域化雷电监测预警预报推广应用,初步实现雷电监测预警预报业务和服务,并在2010 ～2011年几个重大天气过程中成功进行了雷电预警预报,同时对当地气象台站进行强天气过程预测预报提供了辅助手段,得到了有关职能部门及当地各级政府的充分肯定.     

基于雷电临近预警技术的主动防雷应用

为了使雷电临近预警技术在雷电灾害防御业务中更好地发挥作用,针对电子系统的雷电灾害特点,在传统被动防雷技术基础上,提出基于雷电临近预警的主动防雷技术,应用雷电临近预警和远程控制等技术,开发以B/S结构为架构的雷电临近预警应用系统。对2013年8月—2014年8月福建省泉州市4个无线电监测站的主动防雷应用效果进行两种方法的预警效果检验。检验结果表明:主动防雷技术是对被动防雷技术的一个较好的完善和补充。采用闪电数量对比分析,4个监测站的有效预警率为69%,采用预报评分方法对比分析,4个监测站的平均准确率为53%,对雷电活动发生较为集中的区域预警效果较好,对雷电活动发生较为零散的区域预警效果有所降低。     

雷电监测预警预报技术简述

从监测、预警和预报3个方面介绍了雷电研究的技术方法,目前国内外最新面向业务应用的研究表明:不同技术共存的多源化观测设备,有效地提高了雷电探测效率;以天气形势分型为主的雷电潜势预报,其预报结果具有很大的不确定性,且其预报精细化程度不够,引入适合本地的物理量参数实现对其结果校准,可以有效地提高雷电潜势预报的准确率;随着数值模式预报向全球化、精细化的发展,基于数值模式的雷电潜势预报是未来的一个重点发展方向;建立在多种高观测频次资料融合和有效外推基础上的临近预报,可提高雷电活动预警预报的准确性,大幅提高雷电预警的提前时间。     

石家庄地区输电线路雷击事故发生的气象指标研究

基于1990—2017年河北石家庄输电线路雷击事故资料,结合输电线路雷击发生前6 h的气象要素数据,利用发生概率、发生频率、线性趋势和波动幅度等统计方法,分析该地区输电线路雷击发生规律以及输电线路雷击发生前6 h内的定时风向、气压、相对湿度、气温和地温变化;通过界定输电线路雷击累计发生频率确定其气象指标,并利用EC数值预报和自动站实况对比,检验2018年8月9日石家庄井陉县输电线路雷击事故等级预报的准确性。结果表明:近来年石家庄输电线路雷击事件呈逐年明显增加趋势,呈现出3个高峰期,主要发生在夏季的午后至次日清晨,其中8月03:00—04:00输电线路雷击事故发生概率最大;当出现偏东风,气压和相对湿度上升,或气温和地表温度下降时,输电线路雷击事故发生次数较多;在6 h内当气压上升0.0~2.0 hPa,空气湿度上升0~14%,气温下降0.0~3.0℃,地表温度下降0.0~6.5℃,定时风向在以东风为中心风向的90°范围内时极易发生输电线路雷击事故;输电线路雷击的发生规律和气象指标在2018年8月9日得到较好的预测检验,对防范雷击事故有一定指导意义。     

广州雷电监测预警服务平台的设计与实现

广州雷电监测预警服务平台基于Web GIS地图,实现粤港澳、EN和电力局3套闪电观测资料的显示和统计,并通过聚类分析和TITAN外推相结合的方法实现雷电的外推预报,雷电预报预警产品可为预报员和服务单位提供技术支持。同时,详细介绍了广州雷电监测预警服务平台的架构设计、主要功能模块和雷电预报预警技术的实现方法。