基于雷达和闪电定位仪对冰雹云的识别预警研究

选取2016-2017年青海省西宁市及海东地区的30次降雹过程雷达和闪电定位仪数据,对冰雹天气的雷达回波演变和闪电特征进行分析,重点分析正、负地闪的数量、频次、极性和强度的变化规律,并选取个例对冰雹云发生前后闪电、雷达参数变化进行分析.在冰雹云形成、消亡的过程中,负地闪占绝对优势,正地闪出现频率很少,且分布不集中,这与...     

拉萨地区一次短时强对流天气中的冰雹和地闪活动特征分析

分析了2020年7月23日发生在拉萨市区短时强对流天气中的冰雹和地闪活动特征。结果表明：此次过程的地闪频数与冰雹之间有很好的对应关系,降雹阶段正地闪频数增加,负地闪减弱,正地闪占比最高;降雹阶段主要集中在20～60 kA之间的高电流强度;降雹时的雷电流陡度主要集中在5～10 kA/μs。     

陕西榆林地区正地闪分布特征

利用闪电定位资料,对陕西榆林地区正地闪发生的时间、强度、区域进行分析.结果表明:榆林地区正地闪占闪电总数的9.01％,年平均比例为8.68％;正地闪在6—8月频次较高,占全年正地闪频次的67.54％,3—4月和10—11月频次较低,占全年正地闪频次的15.07％;正地闪与负地闪、总地闪的日变化规律相似,变化曲线近似呈单...     

近十年江汉平原雷电活动特征分析与灾害防御

为研究江汉平原云地闪电活动特征,依据湖北省ADTD(Adranced Direction Finding on Time Difference)闪电监测系统2007-2016年10年的监测资料,采用数理统计方法 ,对该区域10年间云地闪电频次的年、月、日和季节变化以及雷电流幅值分布特征进行统计分析。结果表明,2007-2016年,云地闪电频次有逐年降低的趋势,但正闪比例逐年升高,频次未降。年平均负闪电频次占总闪电频次的94.50%,正闪占5.50%。夏季闪电频次最多,但正闪占比最小,仅有4.70%;冬季闪电最少,而正闪占比最大,是夏季正闪电占比的2.5倍以上。总闪电频次的月变化呈现单峰型特征,峰值出现在7月,12月闪电频次最少。通常状况下,正闪平均强度均大于总闪平均强度和负闪平均强度,正闪平均强度在25~70 k A之间;总闪和负闪的平均强度在30~45 k A之间。总闪电频次日变化特征明显,呈单峰单谷型,其中,云地闪电频次最多和最少的时段分别出现在15:00~16:00和10:00~11:00,农民外出劳作应尽量避免雷电高发时段。     

西藏日喀则地区闪电时空分布特征

利用2009年8月～2013年12月日喀则地区闪电监测定位系统获得的闪电资料,统计和分析了该地区闪电的密度、强度的时空分布特征.结果表明,日喀则地区闪电平均强度为45.90 kA,负闪平均强度为38.35kA,正闪平均强度为53.48 kA;其中负闪占总闪的94.4％,正闪占总闪的5.6％,负闪次数远高于正闪次数;时间变化表现为闪电月分布呈显著单峰变化,总闪、正闪、负闪频次主峰均出现在7月份;闪电频次季节分布也呈显著单峰变化,夏季闪电频次最多,冬季闪电最少,秋季闪电活动频次略高于春季;一天内闪电频次高发时段为14:00～20:00,其次是20:00～次日02:00,最少时段为08:00 ～ 14:00;空间变化特征为闪电集中在日喀则地区的东边偏北区域,而西南方向的仲巴、吉隆、聂拉木等县境内闪电密度非常低,其中闪电密度最低为吉隆县,仅占总闪次数的0.3％;闪电强度分布特征为冬季平均值略低于夏季值,峰值出现在6月份,谷值出现在11月份;平均闪电强度最高为仲巴县,强度为108.2 kA,闪电强度最低为江孜县,平均仅有26.0 kA.     

淮安地区闪电活动时空分布特征分析

利用淮安地区2011-2014年闪电定位资料,分析了淮安地区闪电发生频次、闪电时间分布规律、闪电空间变化、雷电流累积概率分布特征。结果表明:淮安地区闪电活动以负地闪为主,占90%;闪电活动月分布差异性较大,地闪主要集中在6-9月,发生闪电次数占全年总数的96%;近4年来闪电频数日变化呈单峰型,闪电活动的高峰期为14:00-18:00,负闪与总闪日变化趋势相一致,正闪数量逐月波动不明显;闪电密度较大的地区主要集中在南部以及东部区域,平均闪电密度为2.39次/km·2年;总闪强度集中在10~40 kA,闪电强度大于32 kA的累积概率小于50%,并拟合出大于某闪电强度累积概率方程。     

2008—2013年晋城市地闪特征分析

以Google Earth高程数据和山西省气象局2008—2013年闪电定位资料为基础,运用Mapgis及Meteo Info软件,对晋城市地闪特征进行了分析。结果表明:地闪中以负地闪为主,正地闪占总闪比例仅为6.5%,并随纬度降低而减小;正、负地闪活动在7月最强,负地闪主要在5—9月发生,正地闪集中在3月和11月;日地闪变化中,负地闪为双峰型,在13:00—17:00与23:00至翌日1:00发生频率最为频繁,正地闪主要集中在15:00—17:00。地闪密度分布受纬度、地形影响较大,多集中于洼地与山区缓冲地带;正、负地闪密度及正地闪强度与海拔存在一定的关系,在高度空间分布上闪电发生频次最多高度为海拔800~1 000 m的区域;地闪强度和陡度的频次呈现对数正态分布。存在2个明显的地闪密度中心,分别在阳城县的偏南地区和陵川县东南地区。     

利用ADTD地闪数据对河南省一次雷暴过程的分析

选取河南省2018年5月15日一次雷暴天气过程,利用ADTD地闪定位系统以及多普勒天气雷达等资料,分析地闪在该天气过程中的特征、初始地闪发生时的雷达回波特征以及地闪与垂直液态水含量、雷暴顶高的关系。结果表明,地闪在随时间的变化中具有多峰特征,整个雷暴过程中正地闪占总地闪的比例达50.8%;正地闪的突然增加能指示降雹的发生;地闪频数的变化与液态水含量高值区面积的变化趋势较一致;40dBz回波高度与地闪频数的对应关系较好。     

瓦房店地区闪电数据质量控制及雷电分布特征分析

本文选用2015—2018年瓦房店地区闪电资料,采用数理统计方法,对闪电数据进行质量控制,分析闪电时间变化规律及雷电流强度变化特征。结果表明,在瓦房店地区闪电数据质量控制上,剔除2 kA以下闪电即可满足闪电正态分布;瓦房店地区地闪远大于云闪,云闪所占比例仅为4.01%,负闪比例远大于正闪,正闪平均比例为14.74%;瓦房店地区年平均闪电变化差异较大,闪电月分布呈现出单峰特点;闪电频次以夏季(6—8月)发生较多,一天之中凌晨(0:00—2:00)发生较多;闪电强度秋季(9—11月)发生较强,大幅值闪电近年来呈逐渐增多的趋势。     

一次典型的极端强对流天气的诊断分析

利用LD-2型闪电定位系统提供的云地闪资料、FY-2E静止气象卫星云图资料、加密自动站和Micaps常规观测资料,应用天气动力学和物理诊断分析方法,针对2013年8月4~5日辽宁地区一次典型的极端性冰雹暴雨天气的形成机制和特征进行了一次较为全面的分析,结果表明:此次辽宁地区的冰雹暴雨过程是由于副热带高压带来的西南向的暖湿气流和高空槽后,从贝加尔湖过来的偏北向的干冷空气共同作用带来的强对流天气。(1)降雹前辽宁地区低层存在很强的暖平流,高低空温差大,T850-T50030℃,有很好的热力不稳定条件;(2)200 hPa的"V"型高空急流和500 hPa的西北中空急流带来干冷空气,与地面的辐合线相互耦合,形成有利的高低空动力不稳定配置条件;(3)降雹前CAPE值明显增大,增幅达到2000 J/kg以上,CIN减小使对流更易触发,位势不稳定能量加大,提供了能长时间支撑雹块的上升气流,为过冷水滴的碰撞增长提供有利条件,有助于大雹块的生成;(4)0℃层和-20℃层分别在600 hPa和400 hPa之间,保证了在云中存在较厚的过冷却水滴区,有利于雹块撞冻增长;(5)云中冷区超过暖区的两倍,保证了所形成的雹块在下降过程中不被融化;(6)通过中尺度分析,850 hPa切变前部,500 hPa中空急流和850 hPa低空急流相重叠的位置的后部,为此次冰雹落区,而高低空急流相重叠前部为强降水落区;(7)高空槽前产生强对流天气时,西部山区地形的热力环流和动力强迫局地触发形成降雹的初始回波,迎风坡的抬升作用使局地强对流发生,入境积云的发展更强烈,有利于发生冰雹天气,而强降水天气多发生在中部平原地区;(8)暴雨中心在雹灾中心的位置更偏东偏北的地区;(9)降雹过程中正闪峰值在冰雹开始之前近半个小时左右,所以正闪比例的大幅提高对冰雹的产生有一定指示意义,而当负闪比例很高时易产生强降水天气。     

湖北保康冰雹累积带特征和成雹机制的数值研究

利用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云模式对湖北保康冰雹云进行模拟,分析了保康6次冰雹云个例的过冷水累积带特征,同时对累积带明显和降雹强度大的040706雹云个例进行了详细分析。结果表明,这6例雹云的形成阶段均存在累积带,累积带平均维持时间为7 min,厚度为1～2 km,雹胚大部分以冻滴为主;雹胚产生于累积带,靠碰并累积区中的过冷雨水迅速增长,冰雹形成后主要靠碰并过冷云水增长;通过040706、040708和060806个例的对比分析发现,累积带存在时有较大的上升气流和过冷雨水含量,是冰雹形成和增长的有利条件,但雹云整个生命期中存在较大的上升气流,对冰雹的形成和增长也具有一定作用。     

基于CINRAD/CA雷达的2次强天气对比分析

为了研究不同类型强对流天气在多普勒雷达产品中的表现特征,利用山西北部大同地区CINRAD/CA波段多普勒雷达,对2012年7月5日广灵县冰雹和2011年7月21日左云县短时强降水对比分析。结果表明：（1）冰雹天气低层逆温层较厚,短时暴雨逆温层浅薄;（2）冰雹天气强回波区所在高度在-20℃等温线之上,短时暴雨在0℃层等温线以下;（3）冰雹天气65~60 dBz回波所在高度超过短时暴雨4~5 km左右;（4）冰雹天气低层有弱回波区、中高层有悬垂回波;（5）中气旋、中尺度辐合区及风暴顶辐散是冰雹天气的特征,深厚的湿层及急流长时间维持是短时暴雨特征;（6）冰雹天气低层风向顺转中层逆转高层顺转,短时暴雨风向整层顺转;（7）降雹过程有持续高VIL值及对应大的梯度变化值,而短时暴雨VIL跃升量很小。     

辽西朝阳2018年灾害性天气特征及其影响

运用气候统计方法,分析2018年朝阳地区气象灾害及其衍生灾害的特点。2018年辽西朝阳灾害性天气频繁发生,主要有台风暴雨、洪涝、冰雹、大风、干旱、高温、雷电等灾害性天气。统计分析2015—2018年预警信号发布情况,各类预警信号均有增加的趋势,灾害性天气发生的频率在增加。     

一次强雷暴过程中闪电的初步分析

2007年7月7日南京及周边地区出现了一次大范围的强雷暴天气过程,利用MTSAT卫星的云图资料、多普勒雷达的回波信息以及全国闪电监测系统监测到的闪电资料,结合气象物理参数信息,分析了这次过程中闪电在雷达回波、卫星云图上的表现。结果表明,应用卫星和雷达资料的综合分析,可以判断出闪电发生的时间和位置,从而为雷电的预警提供依据。同时,了解暴雨过程中闪电的频数、分布和极性特征,也有助于分析暴雨的发展过程,预测暴雨的演变趋势。     

闪电计数强度指标在人影防雹作业指挥中的初步探讨

分析了农七师气象局1994～1996年71次闪电频数资料。结果表明,利用SD型闪电计数仪对闪电的时空分布特性进行连续监测,可识别炮点周围40km范围内的雷雨云和冰雹云。当雷暴天气系统移动时,闪电频数在50次／5min以上、闪击脉冲在10次／5min以上可作为识别雷雨云和冰雹的作业指标;冰雹云的峰前升度和峰后陡度均较大,闪电活动较活跃且维持时间较长,说明闪电发生频数与降雹之间存在密切联系。     

多普勒雷达在湘西北人工防雹中的应用

利用多普勒雷达产品,并结合地面实况降水等资料对2006年8月14日晚湘西北地区一次人工防雹作业进行分析。结果表明:多普勒雷达在指导人工防雹过程中能很好的监测对流单体的发生发展及其移动路径,对提前识别冰雹云、选择判别作业时机有很好的预警指示作用。利用物理效果检验法和插值法还能有效检验作业效果。     

江苏夏季一次雷暴条件下降雨与地闪的关系分析

从夏季雷暴条件下闪电、对流、降水3个显著特征出发,分析地闪（CG）与降雨之间的时空对应关系,为雷暴研究和数据应用提供个例支持。选择江苏省一次强度大、持续长的强雷暴过程,把降雨和CG资料按时间、空间、强度等分组对应,经分析表明,①-CG在总地闪中占绝对数量,大多数-CG数密度比例和降雨有正相关关系,雷暴开始初期,多出现负地闪时间提前于降雨约10 min的情况;当＋CG数密度比例、强度均增加时,地面基本无降雨,配合雷达资料和云中电过程理论分析,可能是由于出现冰雹龙卷或者电荷反转造成;②-CG与降雨的时空一一对应关系优于＋CG,且时空对应情况下两者数值关系类似幂函数。     

山东沾化一次冰雹过程的数值模拟及催化防雹探讨

利用完全弹性三维冰雹云模式,模拟研究了山东沾化2008年6月25日的一次冰雹过程,分析该地区冰雹形成的物理机制,在此基础上对雹云进行催化试验并研究催化防雹机制.结果表明,冰雹主要是以冻滴为核心增长的,催化使冻滴浓度增加,粒子质量减小,向雹转化的比例降低,致使冰雹的质量和浓度减小,从而达到防雹目的.     

鄂尔多斯市一次防雹过程物理效果检验

鄂尔多斯市人工防雹作业期主要在每年6—9月,主要作业区域在鄂尔多斯市北部沿黄河一带和南部乌审旗。对防雹作业效果一直难以有效客观评判。本文采用物理效果检验法对2016年7月3日乌审旗防雹作业过程进行效果检验。选取雷达回波参数中的回波强度、回波顶高、强回波高度、垂直累计液态含水量和强回波面积5个雷达回波参数,对比作业前、后雷达回波参数的变化,结合防雹作业点的用弹量和作业时机综合分析防雹作业效果。结果表明,作业后的雷达回波强度下降了8%,强回波高度下降了22%,垂直累计液态水含量下降了35%,有效抑制了冰雹云的发展。但之后的2次作业用弹量偏少,效果不明显,冰雹云有所增强。