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ADTD探测资料闪电气候特征分析

为揭示北京地区闪电气候特征,选取2009—2016年该地区ADTD探测资料,对闪电参数特征进行统计分析,包括时间分布、闪电强度、雷电流幅值累积概率等。结果表明：该地区8年间共发生闪电155567次,负闪和正闪分别占90.0%和10.0%,前期和后期相比,总闪频次降幅接近30.0%,但正闪频次增幅高于36.1%。夏季是北京地区闪电的高发季节,占全年闪电数量的82.1%左右,和该地区主汛期有较好的对应关系。该地区负闪电流强度分布比较集中,而正闪电流强度分布相对分散,平均强度为-33.9 kA和63.5 kA,与历史统计结果相比均有所增强。利用IEEE工作组推荐的累积概率分布函数更能客观反映该地区雷电流幅值分布特征,拟合曲线的决定系数高于0.99。     

湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪关系研究

为了找出湖南地区多普勒天气雷达回波与云地闪特征以及关系,利用湖南省2007年闪电定位系统和长沙多普勒天气雷达探测资料,对湖南省周边地区闪电特征及其与雷达回波关系进行统计分析。结果表明：湖南省及周边地区云地闪分布具有明显时间分布不均特征,大多发生6、7、8月,月初和月末为高峰期,日分布呈双峰值变化,主峰在16:00—17:00,次峰在20:00—21:00,17:00左右日均频数最高,对应雷电灾害最为严重。雷达回波面积及强度与云地闪频数及强度存在明显对应关系,云地闪频数越大,强度越强,则雷达回波面积越宽,强回波出现几率越大。大于50 dBz雷达强回波中心形成前15 min到30 min时间内,一般都有云地闪发生。雷达回波位置与闪电发生区域具有很好的一致性。     

菏泽地区地闪分布特征

为了掌握雷电发生规律、防御和减轻雷电灾害,以菏泽地区2007—2013年地闪资料为基础,详细分析其时空分布特征。结果表明,菏泽地区地闪主要受下垫面影响,空间分布差异明显,水体附近地闪密度较大。地闪时分布呈多峰状,2个最大的峰值出现在5时和11时左右。负地闪的雷电流强度分布和总地闪的吻合度很好,地闪密度和强电流分布高值区一致,分布在东明县南部和曹县西北部。     

青海省东部农业区一次防雹个例分析

利用形势场、地面图和物理量场等资料对2015年7月13日青海省门源县冰雹天气进行诊断分析,用雷达对作业前后冰雹云的特征量分析来判断人工防雹作业的效果。结果表明:此次门源县的冰雹发生在高温、高湿及强的垂直风切变的环境下;闪电最大频次出现在降雹时间段内,正好处于强回波发展旺盛的阶段,负闪明显多于正闪;炮击雹云后雷达回波顶高下降,回波强度减弱,垂直液态水含量(VIL)45 kg/m~2范围逐渐变小。     

关中北部冰雹天气环境参量及雷达特征预警指标

为了提高当地冰雹预报预警及防御能力，利用地面气象观测资料、探空和双偏振雷达资料，分析2011—2020年关中北部的冰雹个例，总结冰雹天气环境发生的参量预报预警指标和雷达识别特征。结果表明：关中北部冰雹集中发生在5—8月，且6月和7月为高发时段；具有明显日变化特征，主要发生时段为14:00—18:00。暖季降雹的不稳定条件预警指标为K指数≥25.0℃，850 hPa和500 hPa的温差≥25.3℃，沙氏指数≤-1.1℃；能量条件预警指标为对流有效位能≥562 J/kg；水汽条件预警指标为500 hPa温度露点差≥9.0℃；垂直风切变预警指标为0～6 km深层风垂直切变≥7.3 m/s或0～3 km低层风垂直切变≥4.3 m/s；特殊层高度预警指标为0℃层和-20℃层高度分别为3.4～4.0 km和7.2～8.1 km。双偏振雷达识别特征预警指标为回波强度超过53 dBz，回波顶高超过10 km，回波悬垂高度超过1.8 km，且出现三体散射长钉，长钉长度超过5.2 km；速度场上低层有辐合，辐合强度超过10.5 m/s；垂直液态水含量VIL最大值高于15 kg/m²...     

安徽省地基GPS大气可降水量时空演化特征分析及应用研究

安徽地处梅雨区域,研究此区域的大气可降水量(PWV)时空分布和演化特征对理解水汽相关过程如降雨、蒸发和对流活动等起到重要的作用。笔者分析了安徽地区两个时间段(2012年6月—2012年9月和2014年6月—2014年9月)逐时GPS/PWV资料,揭示了GPS/PWV平均值和地形高度变化存在正相关。相应的GDAS资料积分得到的GDAS/PWV揭示了本区域上层大气中的PWV变化主要集中在地表到700 hPa区间。基于快速傅里叶变换(FFT)得到安徽地区6—9月份PWV具有季节性周期,13.0035天~准2周振荡等多尺度特征。进一步根据季节变化特征得出7月底是GPS/PWV值的关键转折点。最后给出了GPS/PWV和GDAS/PWV在天气预报分析中的应用研究,PWV资料对降水预报能力提高、人工影响天气、空中水资源等分析研究奠定了基础。     

气温对安徽省刺槐物候的影响

为了评估气温变化对安徽省木本植物的可能影响,根据安徽省宣城、合肥、滁州、凤阳、宿州5个台站1992—2008年的物候和气象资料,运用一元线性回归法和相关分析法分析安徽省近17年来刺槐的物候变化特征及其对气温变化的响应。结果表明,近17年来,安徽省的刺槐的春季物候期明显提前,秋季物候期明显推迟,从而导致整个生长季延长。温度对物候期变化的影响显著：前一年秋季（9—11月）在春季物候期受温度影响的关键时段气温升高,可导致春季物候期提前0.4~3.1 d/℃,平均提前1.5 d/℃;而在4—7月秋季物候受温度影响的关键时段平均气温升高,可导致秋季物候期推迟4.4~4.6 d/℃,平均推迟4.5 d/℃。     

江西省高温逼熟灾害特征分析

利用江西79个气象站1961—2013年气象资料,分析了53年间江西高温逼熟灾害时空分布特征及变化情况。结果表明,江西53年间有92%的年份出现了不同范围的高温逼熟灾害,逐年灾害站数的线性变化趋势不明显,但1992-2013年间呈明显增多的趋势;从年代来看,灾害站数在20世纪60—90年代呈“高－低－高－低”的波动趋势,在2001-2013年大幅上升,年均发生站数达60.2站;灾害站数具有6-8 年的年际变化特征和24年左右的年代际变化特征;赣北、赣中轻度灾害发生的高频时段为7月1-10日,赣南为6月23日—7月10日,重度灾害高频时段全省为7月10—20日;2001—2013年,各地的灾害频率表现出高频区域明显扩大、低频区域缩小的特征,武宁、德兴灾害频率由1次/10年上升到7.7次/10年。     

基于层次分析模型的西宁地区雷电灾害风险区划

分析2008—2017年西宁地区雷电灾害历史数据,2008—2017年闪电定位数据和2017年《西宁市统计年鉴》数据;选取闪电强度、闪电密度、人工雷暴日数、土壤电导率、河网密度、人口密度、GDP密度、生命易损指数、经济易损指数、防护能力指数等10个因子作为西宁地区雷电灾害风险评估指标,结合层次分析法采用致灾因子危险性、承灾体暴露度以及承灾体脆弱性反映西宁地区雷电灾害风险,实现了西宁地区雷电灾害风险区划。结果表明：雷电灾害高风险区出现于大通县东北部、西北部的宝库乡,湟中县与西宁市交界处由北至南的带状地区;中风险区主要出现于西宁主城区、湟中县大部分乡镇、大通县东北部乡镇;低风险区分布分散,主要出现在湟源县西南部乡镇、大通县中部乡镇。     

陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征

为了分析区域气温变化对全球气候变化的响应过程,利用6个气象站点1959—2011年逐日最高、最低和平均气温数据,分析陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征。结果表明：（1）变化趋势上,区域内极端气温暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）呈显著增加趋势,而极端气温冷指数（霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）呈显著减少趋势,极端气温指数变化趋势与全国趋势一致;（2）空间分布上,榆林和吴起是极端气温指数最大值和最小值分布较为集中的2个站点,反映出区域北部和西部对气候变化的响应较为敏感;（3）突变特征上,极端气温冷指数（结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）减少突变主要发生在1980s,而暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）增加突变主要发生在1990s。     

太原汛期短时强降水时空分布及影响因素

应用6—9 月太原7 个国家气象观测站1980—2015 年小时降水和月平均气温、2008—2015 年太原63个区域站小时降水、以及ECMWF ERA-interim 月平均再分析资料等,采用气候趋势系数、M-K检验、合成分析及显著性t 检验等方法,分析太原短时强降水时空分布,探讨城市热岛强度变化及环流异常对太原短时强降水的影响。研究表明：近36 年来太原汛期年均短时强降水日数为3.3 天,具有明显的年代际变化;6—9 月短时强降水呈现快速增加、迅速减少的特征,且以20~30 mm/h雨强为主;≥40 mm/h的强降水主要出现在7 月上旬末到8 月上旬;一日中短时强降水在16—17 时最活跃。太原城区短时强降水明显多于北部山区,主要表现在7 月。2008—2015 年区域站观测发现短时强降水呈现6—7 月迅速扩展到全市、8 月向东部收缩、9 月迅速减少并分散出现在东部的特征。近36 年来太原汛期城市热岛强度显著增强、太原城市化主要向南扩张可能是城区南部短时强降水明显增多的影响因素。短时强降水偏多年7 月,500 hPa 上西西伯利亚为高脊区,贝加尔湖为槽区,华北大部位势高度偏低,冷空气偏强,且西太平洋副高比偏少年明显偏西,从而使太原对流有效位能明显偏大,造成太原短时强降水偏多发生;偏少年则相反。该研究可为短时强降水预报和研究、城市防灾减灾提供有益参考。     

近35a山西飑线天气的时空分布特征及概念模型

为减少飑线天气对农业生产带来的影响,利用山西省气象信息中心1979年～2013年信息化产品资料和MICAPS数据资料,对发生在山西境内的飑线进行统计分析,结果表明：山西境内飑线日数具有东部多于西部的空间分布特征;飑线主要发生在4～9月,其中6～7月出现的频次最高;飑线出现时间具有明显的日变化特征,其中16-17时飑线发生的概率最大;近35年山西飑线日数以3.6天/10年的速率减少;山西飑线的概念模型主要分为两类四型,两类主要是低涡类和西风槽类,四型分别为低涡加冷锋型、低涡无冷锋型、西风槽加冷锋型、西风槽无冷锋型;两类四型概念模型,低层均配合有冷式或暖式切变线;飑线过境时伴随的强对流天气取决于低层的湿度条件,当低层有湿舌相配合时常伴有短历时强降水天气,当低层被干舌控制时常伴有雷暴大风或下击暴流等强对流天气,当低层的温度露点差大于6℃且小于11℃时常伴有雷雨大风和冰雹等强对流天气。     

基于闪电定位资料的大型户外空旷区域精细化雷击风险评估的研究

根据IEC 62305—2:2010标准中介绍的雷击风险的评估流程,在前人提出的适合雷击大型户外空旷区域风险计算方法的基础上,笔者结合大型户外空旷区域的具体闪电定位资料,精细化地研究了雷电可能为该区域带来的风险,主要分析了大型户外区域内雷电直接击中人体导致人员伤亡的概率PB、最小雷电流I、滚球半径hr,并举例说明了大型户外空旷区域精细化雷击风险评估的具体计算方法,以期为大型户外空旷区域的直击雷防护设计提供依据。     

江淮流域3次致涝大暴雨过程的对比分析

为了掌握2011年梅汛期江淮流域强降水频发特征,揭示大暴雨天气发生发展机理,为今后暴雨预报提供有益参考。利用常规探测资料、中尺度加密站资料、雷达资料和数值模式产品资料对比分析了6月25日、7月5日和7月12日发生的3次大暴雨过程。结果表明：6月25日、7月12日强降水发生受西风带冷空气南下与低空倒槽发生相互作用,倒槽东侧的偏南气流提供充足的水汽,前者为弱冷空气与强热带风暴“米雷”外围云系结合的降水,属稳定性降水,后者为对流性降水;7月5日强降水发生于副高边缘,主要由上冷下暖的不稳定层结以及低空西南急流提供的充足的水汽供应所致。多普勒天气雷达基本反射率图可以较好地追踪强降水回波,在开展大暴雨天气联防和短时临近预警中凸现作用。     

安徽汛期淮北区域性暴雨大尺度环流特征及成因分析

本研究利用合成分析、EOF分解、显著性差异检验、相关分析等方法对1960—2010年安徽淮北地区5—9月25个区域性暴雨个例进行分析来研究安徽地区淮河以北区域性暴雨时空分布、大尺度环流分型及物理量场分布特征,从气候背景角度出发了解其成因分析,为预报提供有益参考。研究表明：安徽淮北区域性暴雨大尺度环流特征主要表现为两脊两槽型。暴雨区多位于高空西风急流入口区南侧和低层低涡辐合中心东南侧、闭合经向垂直环流上升支下方。冷空气分别从高低层同时入侵,高层冷空气以高值位涡柱的形式向下入侵。暴雨区多位于垂直上升速度中心和湿位涡负值中心略偏北,垂直方向上呈现湿位涡正负区叠置的形势,且低层的对流不稳定和中高层的斜压不稳定相结合,使得大气不稳定性增强是造成淮北区域性暴雨的主要原因。     

河西走廊东部云量的变化及其与气候因子的关系

为了认识云的辐射反馈对气候变化研究的影响,利用河西走廊东部5个气象站1961—2013年总云量和低云量及其他气候资料,运用气候诊断分析方法,分析了河西走廊东部云量的时空分布及与气候因子的关系。结果表明:总云量和低云量自东北向西南递增。年、年代总云量和低云量均呈增多趋势,总云量、低云量的时间序列分别为5~7、5~6年的准周期,突变年份分别在1997、1987年。各季节总云量和低云量呈增多趋势,总云量的高峰在4—6月和9月,低谷在12月;低云量的高峰在7月,低谷在12月到次年1月。总云量和低云量与平均气温、降水呈显著正相关,与气温日较差、平均风速呈显著负相关。