厦门市雷暴时间分布特征分析

雷暴是由发展旺盛的积雨云引起闪电、雷鸣等现象的局地对流性天气。当大气中的层结处于不稳定时容易产生强烈的对流。云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要放电,有时雷声隆隆、耀眼的闪电划破天空,常伴有大风、冰雹、阵性降雨或暴雨。雷暴可分为热力雷暴和锋面雷暴两种类型;热力雷暴属气团内部热力发展所致强烈对流而形成,以夏季最为多见;     

“20060717”低纬高原强雷暴天气过程分析

 利用雷电定位系统、多普勒天气雷达等监测资料和MICAPS 1°×1°客观分析场,对发生在云南省低纬高原2006年7月17日强雷暴天气过程进行分析,结果表明:低层辐合区和高低层之间风向切变为此次强雷暴天气过程提供了有利的环流背景,同时台风减弱形成的低压辐合区外围的高能高湿、强烈热力不稳定和中低层上升运动为雷暴天气的形成提供了有利的环境条件;闪电定位网共监测到33 125闪电回击,闪电高密度出现在滇中,在0.1°E×0.1°N面积上24 h最大达594次,闪电最高峰出现在16:00~17:00之间;此次强烈雷暴过程是由多普勒天气雷达上探测到3条中尺度对流系统(MCS)先后自东向西或自东北向西南影响云南省造成的,回波强度在40~55 dBz之间,风辐合、逆风区、垂直风切变、大的径向速度维持等中尺度特征有利于对流回波的发展,引起强雷暴天气和雷电现象的发生.     

2016年初夏一次局地强对流天气过程分析

利用常规观测资料、区域自动站加密观测资料和郑州多普勒雷达产品,对2016年6月4日新乡地区一次局地性强并伴有雷暴大风、冰雹和短时强降水等灾害性天气的强对流天气过程的环境背景和多普勒雷达产品特征进行了分析.结果表明:高低层温度平流差动加强了层结不稳定,为对流天气提供了良好的环境背景条件;入流气流温湿状况及雷暴高压的出流可影响新生对流的发生发展;多普勒雷达产品对强对流天气的预报预警有较强的指示作用.     

高架雷暴诱发弱对流性暴雨过程分析

从2015年4月7日一次赣北区域性暴雨天气过程出发,分析了过程闪电强度及分布、回波特征、降水强度、天气形势配置、系统垂直结构和物理量特征。结果表明,本次过程是一次高架雷暴诱发的弱对流性暴雨天气过程,闪电强度较弱,次数较少,以积层混合云降水回波为主,回波强度20~40 d BZ,最大降水强度不超过15 mm/h,天气形势配置和系统垂直结构显示明显的高架雷暴特征,主要的水汽、不稳定和抬升条件位于850h Pa以上,相关物理量也主要反映在700 h Pa层次最为明显。春季冷锋后部高架雷暴天气一直是预报业务的难点,本文也尝试总结了该类型天气的预报着眼点。     

双偏振多普勒天气雷达监测雷电的分析

为了更有效开展雷电的实时监测和预警,利用S波段双线偏振多普勒天气雷达回波资料和闪电定位仪数据,对2009年7月初发生在江苏的一次雷暴天气过程进行了分析。在有闪电的回波区,闪电频次峰值出现在水平反射率因子42dBZ处,集中在34~46dBZ之间;闪电频次峰值出现在差分反射率因子ZDR的0.4dB处,主要集中在-0.4~1.4dB;闪电频次峰值出现在差分传播相位常数KDP的1°/km处,集中在0~2°/km附近;闪电频次峰值出现在相关系数ρhv的0.98处,集中在0.96以上。而无闪电回波的偏振参量都明显小于发生闪电回波的值。通过对雷暴回波单体偏振参量随时间变化的分析,发现偏振参量和闪电频次之间有较好的一致性。随着闪电的发生和频次的增加,回波单体的反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差分传播相位常数KDP都有不同程度的逐步增加。最大时ZH达47dBZ、ZDR达到2dB以上、KDP达到2.5°/km。     

温湿层结对雷暴云起电过程及闪电活动的影响

为了探究环境温湿配置对雷暴云微物理、电过程及闪电的影响,本文利用法国三维非静力中尺度数值模式Meso-NH,通过改变该模式初始各层的环境温度和相对湿度,对南京地区雷暴云云微物理过程及闪电活动的发生情况进行了模拟。研究发现:大气低层、中低层环境温度和湿度的改变对雷暴云中对流强度,电场强度及分布,4种水成物粒子(雨、冰晶、雪、霰)的分布及其所带电荷量和总闪电数造成了较大影响;在低层和中低层增湿对雷暴云及闪电发生的增强效果要好于增温;在中层和中高层,降温对雷暴云及闪电发生的增强效果要好于降湿。结果表明,对低层、中低层大气环境温湿层结的影响能显著地改变雷暴云的云微物理过程,影响起电和放电,并剧烈地改变闪电活动的强度。     

卫星云分类产品在低纬高原强雷暴过程中的闪电特征分析

利用卫星云分类产品资料和云南省地闪资料,对云南省4次强雷暴过程进行分析,得出:对于闪电产生时,积雨云生成0~1h,开始有闪电活动;对于强闪电时段,积雨云也是发展阶段,积雨云面积不断增加,形状为椭圆形或带状,而且闪电均发生在积雨云移动发展方向的边缘区域;对于闪电减弱阶段,积雨云也逐渐减弱,面积不断减小,在闪电结束时,积雨云的面积发生剧减或者积雨云面积剧减且积雨云发生断裂.同时强闪电活动与积雨云的发展移动有一定的对应关系,主要是闪电的移动、发展与积雨云的移动发展基本保持一致,这样可以用云分类资料来判别闪电的发展减弱,进行闪电监测及预警.通过强雷暴个例分析,把云分类产品也加入到闪电分析资料中,拓宽闪电预警的资料使用,同时也是云分类产品资料在低纬高原的适用研究.     

太原机场雷暴特点及分析

雷暴是危及飞行安全的重要天气之一.利用太原机场1994-2003年10年的观测资料,结合20年观测经验,对太原机场雷暴天气的特点及观测方法进行了总结.     

青藏高原东部地区雷暴及其地闪活动特征分析

为进一步了解青藏高原地区雷暴及其地闪特征,对2013～2017夏季(6～8月)青藏高原东部地区典型强雷暴过程的地闪和雷达资料进行了综合分析,重点研究了24次以负极性闪电为主的强雷暴过程,分析表明:所有雷暴最大回波顶高均超过7 km,第一次地闪为正地闪的雷暴其组合反射率和回波顶高明显高于第一次地闪为负地闪的雷暴过程。以地闪极性和频数差异将雷暴分为负地闪雷暴、正地闪雷暴、多地闪雷暴三种类型。负地闪雷暴过程中闪电数量较少且大多发生在雷暴成熟阶段;正地闪雷暴过程中闪电数量在几十次左右,主要发生在成熟阶段后期和消散阶段;多地闪雷暴在初始阶段、成熟阶段和消散阶段都有闪电发生,但主要集中在成熟阶段和消散阶段。三类雷暴强反射率中心移动距离和移动速度也有不同,地闪数量多的雷暴比地闪数量少的雷暴有更长的移动距离,负地闪雷暴较正地闪雷暴有更快的移动速度。     

2010年夏季西乡强对流天气分析

通过对2010年8月1日西乡县出现的短时雷暴及短时暴雨过程分析,表明前期大环流形势是处于两高之间的低槽区,中、低层有低值系统发展,同时具备大气层结不稳定以及能量不稳定条件是强天气发生的充分条件。在新一代多普勒天气雷达回波上,雷暴云经历了一个生成、移动、发展、消散的过程,并在移动、发展、消散过程中地面出现强降水天气,符合中小尺度天气系统的生命史特征。     

2020年海南岛西北部首次雷暴过程的特征分析

利用闪电定位、天气雷达和大气探空等多源资料,结合海南岛西北部7个区域的自动气象站资料,对2020年在海南岛西北部首次出现的两次雷暴天气过程(2020-02-13-2020-02-14)进行了综合分析,同时对雷暴形成的大气环境要素特征进行了统计.结果表明:两次雷暴所对应的地闪活动和回波强度存在一定的差异,第二次雷暴过程的...     

东北较高纬度地区夏季闪电与雷暴相关参数的关系研究

利用VLF/LF闪电定位系统数据,并结合多普勒雷达以及卫星云图资料,对2009~2010年较高纬度东北地区夏季的闪电与雷暴相关参数的关系进行了研究.结果表明:闪电多发生在雷达回波强度大于40dBz的区域,雷暴发生闪电时其30dBz雷达回波最大高度大于6km;在雷暴的演变过程中,闪电的峰值时间略滞后于30dBz雷达回波最大高度的峰值;闪电频数和30dBz雷达回波最大高度存在指数增长关系;闪电主要发生在云顶红外温度在210~240K的区域,在消散阶段,雷暴云云顶高度降低、红外温度较高.     

初始冰晶浓度对雷暴云微物理和起电过程的影响

为了研究雷暴云中高温区次生冰晶浓度对雷暴云微物理过程和电过程的影响,根据模拟个例的地理位置,更新了原有的三维强风暴动力-电耦合数值模式中的初始冰晶核化公式;并在模式中的-5℃温度层结上均匀播撒了3.0 km×3.0 km×0.5 km的低中高三组浓度的自然冰晶,从而影响了云中次生冰晶的产量。结果表明:1初始冰晶的播撒量与次生冰晶的产量呈正相关;2繁生冰晶的增加使得云中冰晶粒子分布区域向雷暴云上部发展,霰粒子分布区域向雷暴云下部发展,从而增加了雷暴云中冰晶和霰的混合区域;3高播撒的初始冰晶会改变闪电的出现时刻并使得闪电频次明显增多。模拟中算例2和算例3闪电分别增多了24.4%和46.9%。     

利用地面大气电场和雷达资料进行雷电临近预报方法

 根据雷暴云电场特征,结合雷达等观测资料,本文提出一个利用电场幅值阈值和差分阈值方法,为进行电场测站的首次地闪的雷电临近预报方法。该方法首先判断电场是否达到设定的幅值阈值或者差分阈值。如果电场达设定阈值,认为此时测站周围云中电荷量较大,发生闪电的概率也较大,进而判断该时刻之前的雷达资料是否达到设定的阈值。如果雷达资料达到设定的阈值则发出预警;如果未达要求则继续查看下一体扫的雷达情况,直到发出预警或者电场阈值取消为止。利用此方法对2009年南京周边观测区7个站点数据进行预警检验,得到其探测概率约为80%,平均预警时间约为14min。同时,本文尝试用该预报方法对雷暴云移过测区的整个过程进行区域性雷电临近预报。结果发现区域雷电预警可以直观呈现雷暴云和闪电发生发展情况,对发生闪电潜在区域也能够直观判断,并收到较好的预警效果。区域预警不仅能实现对一个地区的监测预警,而且能对雷暴云的整个过程进行监测预警,具有单站电场所没有的优势。     

银川一次冰雹云的观测和天气分析

利用常规气象观测资料、多普勒雷达探测资料,以2005年5月30日银川观象台观测的一次降雹过程为例,对冰雹形成过程中浓积云演变为积雨云并降冰雹的过程进行了深入的分析,对这次降冰雹过程前后云的演变、天气背景、影响系统、大气层结稳定度、雷达回波等特征进行了综合分析.结果表明,该冰雹云系是一个中小尺度系统、强度很强的对流风暴单体;影响系统为蒙古低涡;"高干冷、低暖湿"的高低层配置为强对流天气、冰雹的形成提供了有利条件.应用反射率因子、径向速度、风廓线等多谱勒雷达产品资料,有效地揭示了冰雹天气系统的结构特征,为观测人员准确判断、记录冰雹云具有一定的指导意义.     

东北冷涡背景下河南不同强度对流天气特征分析

筛选2015—2017年河南处于东北冷涡形势下连续两日发生对流天气、且过程强度有明显区别的3组共6个个例,利用多种观测资料分析比较其发生发展的环境条件和形成机制.结果表明：(1)3个较弱过程均以雷暴天气为主,3个较强过程均有较大范围雷电和雷暴大风天气,且同时多有小冰雹.(2)所有过程发生时均处于东北冷涡后部较强西北气流区,高空干冷同时低层辐射增温.(3)3次弱过程CAPE均小于1000 J/kg;3次强过程CAPE形态宽而高,数值均在2000 J/kg以上,850～500 h Pa温差大于30℃,低层有浅薄湿层,中层干层清晰且边界相对明显.(4)对流天气基本发生在当日地面最高温度≥33℃的区域内,3次强过程地面温度分别较前一日的弱过程升温2～4℃,同时伴有露点升高.(5)从对流过程雷达图像演变可以发现,山西南部和河南西部是河南东北低涡背景强对流天气的关键区,当对流回波自关键区进入河南并迅速加强组织化或以40 km/h以上速度快速移动时,即预示将出现灾害性强对流天气.     

临沧地区雷暴天气分析

经过对临沧地区雷暴天气的时空分布特征及活动规律的研究分析表明：临沧地区一年四季均有雷暴天气出现，即在最冷的12月和1月均有雷暴天气出现，但80％左右的雷暴出现在雨季，并以8月为最多。     

强雷暴中人工触发闪电获得成功

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所近日实现了在强雷暴中人工触发闪电,这是中国科学家在强雷暴中首次人工触发闪电获得成功。科研人员在实验中引进国际先进雷电流测量系统以及新型彩色高速摄像系统,采用了所内技术人员自行研制的多站大气平均电场仪、宽带闪电快慢电场变化仪等,获得了精确的闪电电流和光、电、磁的同步观测数据以及雷暴中云地闪高分辨率三维时空演变过程的图像。     

夏季影响洪泽湖航运的雷暴大风雷达回波特征分析

应用南京多普勒天气雷达资料和洪泽站地面气象资料,对2005—2009年6-8月洪泽站出现的19次雷暴大风天气过程进行了分析。根据雷达基本反射率特征,雷暴大风的雷达回波形态有以下五种类型：弓状回波、窄带回波、带状回波、“人”字形回波、钩状回波。其中弓状回波出现次数最多,钩状回波产生的大风最强。VIL值≥40kg／m2对雷暴大风有指示作用,VIL值≥65kg／m2时除出现雷暴大风外还有冰雹发生。此外,分析了雷暴大风回波的路径,共有四条,其中西南路和西路为主要路径,各7次,西北路4次,北路最少,只有1次。西南路多局地回波,生成于明光和盱眙西南部,与当地的丘陵地形有关;西北路的泗洪、泗阳与洪泽湖交界的陆地一侧也易产生局地回波。这些特征对洪泽湖雷暴大风临近预报预警有指导价值,对保障航运有现实意义。     

数字化天气雷达强度标定方法

数字化天气雷达的组网观测是天气雷达发展的必然趋势，现有数字化天气雷达提供的强度场必须经过强度标定后再用于组网，因此迫切要求制定数字化天气雷达标定方法。指出了使用标定方程时应注意的量纲问题，针对有关文献中存在的问题提出了解决方法。