北京市闪电定位数据与人工观测雷暴日关系研究

[目的]针对北京地区首次开展闪电定位系统(Lightning Location System,LLS)数据与人工观测雷暴日的关系研究,解决北京地区人工观测雷暴日停止后雷暴日数据无法获取的问题。[方法]选取北京地区2008-2011年LLS监测数据,以20个人工观测站为圆心,1 km为间距,统计各站周围半径(r)1~20 km圆形区域内LLS监测的闪电次数及雷电日数。采用直接替代法、地闪密度法和二元法计算雷电日,分别从全市年平均雷电日及各站年平均雷电日两方面与人工观测雷暴日数进行比较,寻求最适合北京地区的LLS资料转换为雷暴日数方法,建立转换关系。[结果]结果表明：当r =13 km时,LLS监测年平均雷电日数与人工观测年平均雷暴日数最为接近。通过直接替代法、地闪密度法和二元法计算所得的结果中,二元法效果最好,直接替代法次之,地闪密度法效果最差。对于单个观测站,各站周围的地闪密度与人工观测雷暴日数没有统一的函数关系,采用直接替代法得到的各站等效观测半径来确定各站的雷暴日数较为准确。[结论]该结果表明了北京地区LLS数据与人工观测雷暴日之间的关系,使雷暴日可作为基础数据继续应用于北京地区的雷电防护和研究中。     

阳泉市雷暴气候统计特征

为了给雷电预测及防雷减灾提供科学依据,为深入了解阳泉市雷暴气候的统计特征,利用1971—2010年近40年阳泉市地面气象观测站的雷暴观测资料,借助数理统计、气候倾向率法、线性拟合、小波分析等方法,对阳泉市的雷暴气候特征进行统计分析。结果表明,阳泉市平均年雷暴日数为36.0天;雷暴日出现最多的年份出现在1973年（47天）,最少的年份在2004年（25天）;阳泉市雷暴日数月变化呈单峰抛物线型,其峰值位于7月;阳泉市平均雷暴初日为4月18日,平均雷暴终日为9月28日;阳泉市平均雷暴持续期为154天;80%保证率的出现雷暴初终日为4月中旬和10月中旬。由此得出,阳泉市雷暴发生具有明显的季节性,夏季最多,冬季无雷暴;雷暴日数呈现减少趋势。     

临汾市近57年雷暴气候特征分析

为了深入了解临汾市的雷暴气候特征,为雷电预测及防雷减灾提供科学依据,利用1954-2010年近57年地面气象观测站的雷暴观测资料,借助数理统计、线性拟合、气候倾向率法以及M-K突变检验法、小波分析等方法,对临汾市的雷暴气候特征进行统计分析。结果表明,临汾市平均年雷暴日数为26.2天;雷暴日出现最多的年份出现在1959年（47天）,最少的年份在2009年（12天）;临汾市雷暴日数月变化呈单峰抛物线型,其峰值位于7月;临汾市平均雷暴初日为4月29日,平均雷暴终日为9月25日;临汾市平均雷暴持续期为148天;雷暴出现时大多数同时伴有降水出现,湿雷暴占总数的79%。由此得出,临汾市雷暴日数呈现减少趋势;雷暴发生具有明显的季节性,夏季最多,冬季无雷暴;历年雷暴持续天数的变化呈波状变化。     

张家口地区雷暴气候统计特征分析

为了深入了解张家口地区雷暴日时空变化特征,为雷电灾害风险评估及防雷减灾工作提供依据,利用1960—2013 年近54 年该地区14 个地面气象观测站的雷暴观测资料,借助数理统计、线性拟合、气候倾向率等方法,对该区域雷暴日分布特征进行统计分析。结果表明：全市大部分区域处于“中雷区”范围,蔚县、怀安、尚义雷暴日数在40 天以上,达到“多雷区”级别;该地区平均年雷暴日大多数年份在30~40 天,年均雷暴日最多年为54.4 天,最少年为28.9 天;年代际分布呈现20 世纪60—70 年代间年均雷暴日缓慢减少,80 年代呈明显偏多,90 年代开始快速减少趋势;夏季雷暴最多,冬季无雷暴。雷暴日数月变化呈单峰抛物线型,其峰值位于7 月。6—10 月间,坝上地区各月月均雷暴日数均大于坝下地区。54年来历史最多月雷暴日数全区14 个观测站均出现在7 月;白天雷暴多于夜间。坝上地区13:00—16:00,坝下地区14:00—18:00 容易发生雷暴。坝上地区雷暴持续时间以＞60 min 的雷暴为多,坝下地区以30 min 以内的雷暴为主。坝上最早雷暴初日与最晚雷暴终日较坝下均有所提前,两区域雷暴初终日及持续期平均状况差异较小。     

基于GIS和AHP的雷电灾害风险区划分析与评估——以内蒙古雷灾为例

基于自然灾害风险理论,利用雷暴日和闪电定位资料、基础地理信息资料、社会经济资料以及雷电灾情资料,选取地形变化、水系、土壤电导率、雷暴日、地闪密度、土地利用、人均GDP、敏感单位防雷能力等11个指标,运用层次分析法构建了雷电灾害风险指数,建立雷电灾害风险评估模型,从雷电灾害的致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4个方面进行了系统的分析,并运用ArcGIS进行了1km×1km雷电灾害综合风险区划。区划结果表明内蒙古东部大部和中部南部地区属于高风险区,中部北部地区属于中风险区,低风险区域主要分布在西部地区。通过选取雷灾资料进行雷电灾害的灰色关联评估,以验证区划结果的正确性,评估结果与雷电灾害风险区划分布大体一致。     

哈尔滨地区雷电日数的演变特征

深入研究雷暴日数时空演变特征,对该区域灾害性天气的监测预测及防灾减灾具有应用价值。本研究选用1981—2018年哈尔滨市13个台站逐年雷暴日数观测资料,采用EOF、小波分析等方法,研究雷暴日数时空变化规律。结果表明：哈尔滨市1981—2018年雷暴日数雷呈现显著减少趋势,倾向率为-0.31d/10a；雷暴日数周期变化不十分显著,存在28年、4年、9年主周期变化；雷暴日数的3个主要空间分布类型,主要为雷暴日数呈现“双曲抛物面”形状正向变化趋势,以双城—阿城—木兰和通河中部—依兰一线(西南—东北向)为轴,左抛物面,沿轴线向西南方向递增,右抛物面,沿轴线向东北方向递减,递增幅度大于递减幅度,均没形成闭合的低值区域,且等值线相对密集；可以为雷电灾害管理及预测预防提供参考依据。     

湖北省植烟区精细化安全移栽期区划

为确保湖北省植烟区的烟叶能安全移栽,采用多元回归、反距离权重插值等方法建立了植烟区安全移栽期推算模型,获得1:5 万栅格点上的安全移栽期日序,并通过图层运算确定了不同烟区不同移栽时段海拔高度的范围。结果表明：恩施、宜昌、十堰和襄阳4 个烟区中,（1）海拔高度分别在715 km、538 km、507 km和419 km以下的区域烟苗应在4月20日左右移栽;（2）海拔高度范围分别为715~1013 km、538~833 km、507~817 km和419~720 km的区域烟苗应在4 月21—30 日移栽;（3）海拔高度范围分别为 1013~1312 km、833~1126 km、817~1124 km和720~1021km的区域烟苗应在5 月1—10 日移栽;（4）海拔高度范围分别为1312~1606 km、1126~1420 km、1124~1432 km 和1021~1325 km 的区域烟苗应在5 月11—20 日移栽;（5）海拔高度分别在1606 km、1420 km、1432 km和1325 km以上的区域烟苗应在5 月20日左右移栽。通过模型计算的安全移栽期比目前经验移栽期有所延迟,减小了烟叶低温早花以及高温逼熟的风险。     

1961—2013年青海省雷暴变化特征分析及趋势预测

为深入了解青海省雷暴天气的气候变化特征以及该区域灾害性天气的预测提供参考依据,选用1961—2013 年青海省45 个台站4—9 月的雷暴观测资料,通过趋势系数和旋转经验正交函数分解等,得到青海省植被生长季4—9 月雷暴时空分布和变化特征,再利用R/S 分析法计算Hurst 指数以预测未来雷暴日数的变化趋势。结果表明：青海省4—9 月累计雷暴日数平均为38 天,7 月雷暴日数最多,全省及大部台站的雷暴日数均呈现极显著减少趋势,M-K检验表明,5 月和6 月雷暴日数存在突变,突变从1998年开始。青海省雷暴日数呈现出南高北低,并且由东南向西北减少;雷暴日数的3 个主要空间分布类型分别为东北区、南部区和中部区。Hurst 指数预示,4—9 月青海全省以及东北区和南部区的雷暴未来还将维持下降趋势,且持续性强度很高,而中部区将保持一种较稳定状态。     

衡阳紫色土丘陵坡地土地退化/恢复过程中土壤水稳性团聚体的动态变化

为了揭示衡阳紫色土丘陵坡地土地退化/恢复过程中土壤质量的演变及其与土壤侵蚀的关系,采用“时空互代法”的方法,对典型区域的土地退化/恢复过程中,土壤水稳团聚体与SOC的规律进行研究。结果表明：（1）土地退化过程中,＞0.25 mm水稳团聚体的含量减少;土地恢复过程中,＞0.25 mm水稳团聚体的含量增多;（2）SOC含量随土壤开垦/恢复年限的增加而减小/增大;（3）＞0.25 mm水稳团聚体含量与SOC的关系符合方程：y=22.321x+3.541,R2=0.932;（4）土壤团聚体平均质量直径与退耕年限符合方程：y=1.984e-0.126x,R2=0.875,与＞0.25 mm水稳团聚体含量符合方程：y=0.098x+0.123,R2=0.981。     

DZN1型自动站与人工测定土壤湿度对比分析

为了评价DZN1型土壤水分监测站的监测能力、服务效益和推广使用提供参考依据,对齐河县2011年2月28日—12月13日期间自动土壤水分观测站与人工平行对比观测的土壤相对湿度资料,进行差值对比和概率相关性分析。结果表明,人工观测的数据与自动站取得的数据随时间的变化趋势基本一致,10 cm和40 cm土层人工观测的数据接近于自动站数据,40 cm土层人工与自动观测土壤相对湿度的平均差值在8个层次中为最小,60 cm层次的平均差值为最大。人工与自动站观测数据的相关性在各层均表现显著,给出存在数据偏差的原因及以后仪器运行应注意的问题,认为DZN1型自动站观测的资料基本能代替人工观测的资料。     

基于VLF/LF三维闪电探测系统的贵州省全闪分布特征分析

为进一步加强云闪分布特征分析，增强对雷暴云内物理过程的认识，利用2015—2017 年VLF/LF三维闪电探测系统的数据资料对贵州省闪电特征进行空间和时间分布特征分析。结果表明：无论云闪还是地闪，均以负闪为主；闪电发生主要集中在夏季，冬季闪电最少，闪电月际分布主要为单峰型，仅冬季Z比率大于1；闪电主要发生时段为16 时至次日凌晨2 时，Z比率与全闪频数随时间的变化呈正相关，相关系数0.618；全省闪电密度整体呈西高东低趋势，年均闪电密度为5.07 次/(a ·km2)；云闪主要发生在高度2k~7 km，全年云闪高度呈下降趋势；雷电强度主要分布在5k~45 kA，平均陡度为7.34 kA/μs。本研究有利于对闪电特征开展更全面的探究和分析，同时对强对流天气监测和预警也有重要意义和价值。     

基于大范围自动土壤水分观测站的优先流研究

为了探讨在农作物生长条件下土壤水分优先流存在的普遍性和影响因素以及强度,利用山东省2009年建设的45个自动土壤水分观测站资料,从宏观层面进行了客观分析。结果表明,降水量或灌溉量的增加,会导致优先流的发生概率和强度增加;在不同降水或灌溉量条件下,土壤表层初始含水率对优先流发生概率有不同影响;优先流的发生概率为：沙壤大于壤土,壤土大于粘土。研究表明,农田土壤水分优先流是普遍存在的概率事件,优先流发生概率和强度受降水或灌溉量、土壤初始含水率、土壤质地综合影响,而且呈现一定的非线性特征。     

X波段双偏振多普勒雷达降水观测

以X波段双偏振雷达的多种参数为依据，综合使用雷达及相关雨量站的降水观测资料，从基本组成及雷达工作方式2 个方面简述了X波段双偏振多普勒雷达，并针对2014 年8 月9 日内蒙古地区的一次对流性降水天气过程，着重分析X波段双偏振多普勒雷达降水观测。结果表明：（1）在流性雷暴云降水过程中，大部分冰晶类将会在6~8 km融化为小雨滴，或以冻滴的形式存在；（2）强雷暴云天气发生时，在强雷暴云中上层的存在大部分的小粒子，并无大量的水成物粒子存在。该研究不仅能够探索雷达对降水进行定量估测的能力，还能够通过提升X波段双偏振雷达降水观测的适用性，以期为今后X波段双偏振多普勒雷达在降水观测中的应用提出一定的参考依据。