一次冰雹云形成发展与闪电演变过程分析

2004年4月23日,江西中部和南部出现了大范围的冰雹强对流天气过程。通过分析这次强对流天气过程发生前的天气形势和云图特征,并应用闪电定位系统、卫星和多普勒天气雷达观测资料,对这次过程的闪电特征进行了研究。结果表明,在雹云的形成发展和减弱阶段,每10min闪电频数<60次,正闪电频数明显低于负闪电。在雹云成熟阶段,闪电频数每10min平均值>60次,负闪电频数大于正闪电。在降雹前10min,闪电频数有跃变现象,其正闪增加速率和降雹呈正相关关系,降雹的起始时刻与总闪电和正闪电每10min频数出现较大值的时刻有明显的一致性。     

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。     

闪电的20MHz辐射与放电过程

利用一台窄带高频接收机对20MHz的闪电辐射场进行了测量，并利用一慢天线电场变化仪配合观测以区分对地放电中的各放电过程，得到了地闪各闪击过程及云闪的辐射强度和辐射时间。我们认为云闪的K变化、地闪中的第一次闪击是20MHz的最强辐射源，以后的闪击次之，并逐步减弱。     

雷州半岛盛夏闪电活动特征及其与降水的联系

利用雷州半岛2007年7、8月常规地面气象观测资料和闪电定位资料,分析了闪电活动与24 h降水量及雨强的关系,结果表明:雷州半岛盛夏地闪频数的最大值中心在其东侧海面上,地闪高发带沿海岸线呈南北向分布;地闪频次存在明显的日变化特征,13:00～18:00为闪电高发时段;无闪电时,有41.3%的降水事件24 h降水量≤1 mm,61.5%的降水事件雨强≤1 mm·h-1;有闪电时相应的事件概率分别为25.9%和37.7%;24 h降水量>30 mm的事件大多发生在有闪电的情况下,无闪电时极少发生;雨强概率分布的日变化特征不明显;有闪电活动时,雨强均值变化幅度加大.     

丽水雷击森林火灾天气分析

丽水地处浙西南丘陵地带,属于南岭山脉的余脉,是华东地区唯一的全国生态示范区,森林覆盖率达79%以上。该地森林火灾多发于冬春干燥季节,且人为因素居多,但近年来由于异常干旱,雷击引起相当比例的森林火灾。文章主要应用天气形势分析和物理量分析的方法,从地表状况和天气条件两方面分析了2003和2004年发生在丽水境内4次比较典型的引起森林火灾的雷击天气过程,从中归纳出一些有利于引发雷击森林火灾的地表条件和气象条件,为森林火险的预报和防灾救灾提供参考。     

山东地区闪电密度时空分布特征

利用山东地区2006年6月至2007年10月13站的闪电资料,分析了该地区闪电密度的时空分布特征。结果表明:13站相比5站布局,获取的闪电样本更多,代表性更好,探测精度更高,分析结果存在差异;闪电密度高值区域出现一定的南移,在半岛内陆地区和东部荣成市出现了新的高值区域,负闪所占比例增加,占99.06%,平均闪电强度增大,负闪平均强度11.47 kA明显低于正闪平均强度25.04 kA;正、负闪电频次年、日变化均呈双峰值特征,但不同时间、不同区域之间存在差异;闪电强度季节变化呈单峰谷形式,但各区域峰谷时间有差异,且冬季没有正闪电发生。     

故宫博物院“6·23”雷击事件分析

2011年6月23日故宫博物院锡庆门、箭亭等5个场所遭雷击.利用该日常规天气资料、卫星资料、雷达资料、大气电场资料、闪电定位资料,分析了该次雷击事件的天气背景和雷击时段大气电场、闪电分布的相关特征;根据雷击现场调查,分析了故宫遭雷击的具体原因和防雷薄弱环节,针对存在的问题给出了整改建议;提出了采取小范围雷电监测预警措施,进行故宫精细化雷电监测预警,改善故宫防雷现状.相关结论可以为文物古建场所的雷电监测预警以及防雷措施的选择提供参考.     

雷暴微物理过程对电活动影响的数值模拟研究

在一维时变雷暴云起电放电模式的基础上,分别利用对流降水试验合作计划(CCOPE)和夏季雷暴放电与降水研究(STEPS)一次雷暴的实测探空资料进行了初步模拟,并通过敏感性试验研究了软雹垂直通量、地面温度和反转温度对雷暴云起电放电过程的影响.模式考虑的冰晶生成机制为Fletcher 和H-M冰晶生成机制.对比CCOPE和STEPS雷暴个例的模拟与观测结果,发现垂直电场正负极大值出现的位置与实测结果较接近,但电场极值差异较大,模拟结果明显大于实测结果.敏感性试验表明,当软雹垂直通量增加时,雷暴云首次放电时间降低,而单位时间内发生闪电的次数(闪频)随之增大.当地面温度较高时,雷暴云中负电荷的垂直厚度较小,雷暴云的正、负电荷最大密度较大.当反转温度较低时,冰晶所带负电荷的垂直范围较大.在敏感性试验中,当模式中地面温度为32℃,反转温度＜-26℃时,雷暴云出现反极性电荷结构.该模式能较直观地模拟雷暴发展过程中的电荷结构和电场时空分布等.     

冰雪天气公路通行条件预警指标

为了提高雪天高速公路行车的安全性,利用河北省高速交警总队提供的2008—2012年河北省高速公路交通事故资料,统计分析了雪天交通事故时空分布特征。结果表明:1月分布变化显著,1月、2月和11月、12月为雪天交通事故的高发期,占全年雪天交通事故的87.2%;2空间分布不均匀,京港澳高速以及张家口境内的京藏、张石等高速是雪天交通事故的多发区,占总数的51.1%。基于气象、路面和地形等因素,采用专家评判法,通过分析2008—2012年河北省29个冰雪个例,提出了河北省冰雪天气公路通行条件预警指标和分级标准,检验京沪、京藏高速预警级别准确率分别为73.9%、84.2%。该指标体系为河北省交通行业气象服务及防灾减灾提供了参考。     

合肥地区地闪特征

根据观测资料 ,分析了利用闪电辐射场信号大容量采集系统观测到的合肥地区地闪回击特征。结果表明 ,每次地闪回击数频率分布并不表现为简单的指数衰减特征 ,回击数在 5次以下的各回击数出现频率几乎相当 ,单次回击地闪的比重只有约 1 5 %。平均地闪回击数为 4 .2次 ,观测到的最大回击数为 1 6次。地闪回击归一化电场强度近似服从对数正态分布。 1 69例首次回击平均电场强度为 9.3V·m- 1 (归一化到 1 0 0km ,下同 ) ,485例继后回击的平均电场强度只有 4 .5V·m- 1 。 480例继后回击与首次回击场强之比平均为 0 .6 ,有 1 8%地闪过程至少有一次比首次回击强的继后回击。相邻两次回击间隔时间呈现对数正态分布特征。观测到的最短回击间隔为 1 .6ms ,约 30 %的回击间隔 >1 0 0ms,在40～ 1 0 0ms之间的回击间隔比重约为 50 %。回击间隔时间与间隔前后回击相对强弱之间存在系统性的变化趋势 ,当两次回击间隔在 40ms以下时总是以‘前强后弱’的回击组合占主导地位 ,相反 ,当回击间隔时间增加到 >1 0 0ms时 ,约 55 %的回击间隔表现为‘前弱后强’的回击组合。