云南闪电活动的时空分布特征

利用1998-2013年TRMM卫星上携带的闪电探测仪(LIS)监测的闪电资料以及云南6个气象站降水观测资料,分析云南闪电活动的时空分布特征及其与降水量的关系。结果表明:(1)云南地区平均闪电密度为4.7 fl·km^-2·a^-1,闪电密度分布与地形密切相关,自西北向东南呈"V"字型带状增大,滇南的西双版纳、普洱东南部和中越边境的闪电活动最为活跃,最高值为30.6 fl·km^-2·a^-1。(2)闪电活动具有明显的季节变化和日变化。春、夏季闪电活动明显多于秋、冬季,其中春季闪电活动主要发生在滇南,而夏季则在滇东。滇北闪电活动的月分布呈单峰型,峰值在7月或8月,且闪电密度与降水量有较好的相关性,而滇西、滇南和滇东南则呈双峰型,峰值在4月,次峰值在7月或8月,闪电密度与降水量的相关性较差。云南大部地区闪电易发生在当地时间16:00-20:00,而密度高值区的闪电活动多发生在夜间。(3)云南闪电活动明显受地形和海拔高度影响,且与季风密切相关。     

基于地形差异的闪电频数与雷达回波关系分析

利用2014-2018年SWAN雷达三维拼图产品和闪电定位资料,分析华中地区闪电活动与雷达回波特征的关系,并建立山区和平原区的闪电代理回波(lightning proxy reflectivity)拟合公式。结果表明,闪电频数和面积与40～45 d BZ、45～50 d BZ强回波面积和最大回波强度均有显著的相关性,而与≥50d BZ回波面积的相关性不大。在山区与平原区两种地形条件下,闪电频数与垂直柱最大雷达回波存在较好的S形曲线拟合关系。13 km网格分辨率下平原区的S形拟合曲线明显高于山区的拟合曲线,两者均高于美国同化系统GSI中原线性、非线性经验曲线,增长率与GSI的线性曲线接近。3 km的S形曲线平原区略高于山区。采用S形曲线拟合关系和GSI经验关系估计雷达回波,经检验,S曲线闪电代理回波与闪电高频区、实测强回波区一致,其中13 km网格的代理回波比GSI经验关系转换的回波强度大,且比其更接近观测值,但不如3 km网格代理回波拟合效果准确。若不考虑地形差异,闪电代理回波将出现高估或低估现象。     

基于自然闪电下的限压型SPD残压特征分析

选取2017年6月15日和7月8日的2次人工引雷试验人工触发闪电数据,对采集系统记录了2次有明显残压波形的数据进行分析,结果表明:2次人工触发闪电的平均回击雷电流幅值为11.00kA,平均雷电流波形10%~90%的上升时间为0.24μs,平均雷电流的半峰宽度为10.98μs,平均雷电流的回击波形10%~90%的上升陡度38.20GA/s。2次人工触发闪电的平均残压持续时间为387.1μs,残压峰值平均值为969.4V,残压平均值为759.6V。自然闪电通常具有多回击、回击间隔时间短、放电过程复杂多样等特点,有可能破坏SPD热稳定性,加速老化,甚至可能被击穿;而该试验中SPD没有被损坏,主要是因为:人工触发闪电造成架空线路近距离发生闪电感应,尽管SPD的残压值高,但是电流比较小,所以SPD承受的能量不大。     

北京一次大雹天气过程的闪电活动特征分析

由于受闪电监测系统限制,已有研究多局限于强对流天气的地闪(cloud-to-ground lightning,CG)活动特征。本文利用VLF/LF三维闪电监测定位资料,结合雷达观测等资料对北京地区一次典型大雹天气过程的全闪活动特征进行了分析。结果表明:降雹发生前,闪电活动主要分布在对流系统的后部,闪电数较少,且以负地闪活动为主;降雹期间,闪电频数显著增加,云闪(intracloud lightning,IC)及正地闪活动明显加强,该阶段闪电活动主要集中在对流系统强回波中心及其前部雷达反射率因子梯度较大的区域;降雹结束之后,强回波中心基本移出北京,北京范围内的闪电频数明显减少。正闪比例在降雹发生前逐渐增大,在降雹期间稳定维持在较大值,降雹结束后迅速减小;云闪比(云闪频数/总闪频数)表现为降雹发生前和降雹结束后逐渐增大趋势,在降雹期间基本维持稳定少变。闪电的电流强度主要集中在5—50 kA之间,20 kA以下的低雷电流强度的云闪和地闪多发生在降雹期间及降雹结束后,而20 kA以上的高雷电流强度的云闪和地闪在降雹发生前占有很大比例,小于5 kA的云闪在大雹发生期间所占比例明显高于地闪。降雹发生前及降雹结束后云闪发生高度在2-6 km,降雹期间有所抬升,约为2-8km。闪电频数峰值超前于降水峰值5-20 min。     

不同高度建筑物上的下行地闪回击特征

为了研究不同高度建筑物上发生的下行地闪回击特征差异,对2009—2012年广州高建筑物雷电观测试验中获取的能确认接地点高度的58次下行负极性地闪的综合同步观测资料进行对比分析。结果表明:接地点高度小于等于200m和接地点高度大于200m两类地闪的回击次数和回击间隔时间的差异不明显,但接地点高度大于200m的地闪的首次回击电流幅值、继后回击电流幅值、首次回击光强脉冲的10%~90%波前时间及10%波前~50%波后半宽时间、继后回击光强脉冲的10%~90%波前时间及10%波前~50%波后半宽时间的算术平均值 (几何平均值) 分别为接地点高度小于等于200 m地闪的1.8(2.1),1.5(1.4),7.4(7.4),3.1(3.4),4.6(4.3) 和2.4(3.6) 倍。     

拉萨春季一次雷暴天气过程分析

利用拉萨多普勒天气雷达、闪电定位仪、欧洲中心500hPa分析场及常规观测等资料,对2008年4月27-28日发生在拉萨的雷暴天气的环境条件和雷达回波特征进行了综合分析.结果表明:这次雷暴过程是在乌拉尔山冷空气南下,加剧了高原低涡切变辐合上升运动的发展,大气层结极不稳定的条件下产生的;雷达径向速度图和VAD风廓线均显示出非常明显的低层暖平流结构、低空急流及垂直风切变特征;γ中尺度气旋式涡旋扰动与环境垂直风切变的相互作用,导致雷暴云发展,回波顶增高,40dBz回波顶高伸展到7.0km左右;CAPE值、垂直风切变、γ中尺度气旋性扰动以及低层暖平流对拉萨雷暴天气预警、预报具有指示意义,给出了拉萨雷暴天气预报思路与着眼点.     

利用地面电场仪与闪电定位资料进行短时雷电预警的方法

电场强度预警应以电场强度到达的门限等级、电场曲线初始阶段是否有快变抖动为判断的标准,雷电距离预警以雷电发生的位置和电场仪之间的距离为参考。综合两种预警手段,并结合人工判断雷电的移动趋势、对预警提前时间的要求以及电场仪安装的位置和本地的地形条件等因素,实现更准确的雷电短时预警。     

两次大暴雨的新一代雷达产品和闪电特征分析

应用新一代雷达产品、闪电监测定位资料等对2007年河南省郑州、信阳两次突发大暴雨过程进行了对比分析。结果表明:高空冷涡后部的冷空气和副热带高压西北侧的暖湿气流在信阳地区交绥是信阳暴雨产生的主要原因,锋前暖区暖平流使地面出现热低压产生辐合,从而激发局地强对流是郑州暴雨产生的主要原因;地面冷锋是两次突发暴雨的触发机制,信阳、郑州均处于中尺度辐合线上强辐合上升运动处。从闪电参数看,信阳暴雨过程全部为负闪,郑州暴雨过程正闪比例为39%,且闪电总频次明显高于信阳。郑州暴雨是由快速发展的块状单体回波造成,信阳暴雨是由混合降水回波持续造成。新一代雷达平均径向速度特征对突发暴雨有很好的指示意义,分析径向速度图对提前发布暴雨预警信号有一定的参考价值。     

基于闪电定位系统的吉林省闪电活动及特征参数分析

1引言 2007年吉林省建成了闪电定位监测系统,全省共布设了12个LD—II型闪电定位子站,构成覆盖全省的闪电定位监测网,为吉林省雷电活动及特征参数研究提供了较为科学、准确的数据,为进一步开展雷电业务、开发雷电服务产品奠定了基础。     

2008年闪电定位资料在松原市强对流天气中的特征分析

根据2008年闪电定位资料,结合FY2C卫星云图和吉林省高密度自动观测站网的降雨资料,分析强对流天气中正、负地闪变化特征。结果表明：当强对流发展到最旺盛的时候,地闪强度和数量也达到最大值（地闪以负闪为主）;地闪主要发生在云团主体的左侧上风区,随着强降水的开始,地闪强度开始减弱;比较密集的地闪发生,通常预示着强对流天气的发生。一般在云团发展和消亡阶段以及降雹过程中,正闪在总地闪中的比例相对较大。在雷暴过程中闪电定位资料比卫星云图资料有1h的提前量,对雷暴天气短时预警工作有较好的参考作用和应用价值。