武汉至广州高速铁路湖北段沿线雷电活动分析

利用湖北省地面雷暴日资料和闪电定位监测资料,采取数理统计方法,对武汉至广州高速铁路湖北段沿线雷电活动进行分析。结果表明：其沿线一年四季均有雷暴发生,且处在湖北省闪电高密度区;夏季平均雷暴日最多,冬季平均雷暴日最少,4-8月闪电次数占全年闪电总次数的91.5%,为闪电集中发生期;一天中闪电次数集中出现在15-19时,也是对流性雷电天气集中发生期和雷电防御关键时段;咸宁北站一带闪电密度最大,雷电活动较频繁,是雷电防御重点地段。     

2011年陕西省雷电活动特征分析

2011年是陕西省雷电天气频发的一年,通过对全年雷电监测资料分析可以看出:全省共发生闪电152 818次,集中发生在7—8月;陕北南部、渭北和陕南西南部为陕西省雷电高发区;全省100个县中镇巴县发生雷电最多,武功、杨凌、兴平最少;雷电流强度在20～50kA的闪电占总闪数的69%;陕西雷电以负闪为主,但正闪雷电流强度明显高于负闪,正负闪雷电流强度分布呈单峰型;8月14—17日大范围强雷电天气过程是受西太平洋副热带高压和西风槽共同影响造成的;蒙古冷涡是7月13—24日局地强雷电天气过程的主要影响系统。     

陕西两次特强雷电天气过程物理量场对比分析

2006年7月30日和2010年8月11日为有陕西省闪电定位监测网以来最强的两次雷电天气过程,两次过程24h全省闪电分别达18258次和19678次。通过对这两次强雷电过程的闪电特征、天气形势及物理量场分析发现：西太平洋副热带高压、西风槽是强雷电天气过程的直接影响系统,其发生与西太平洋剐热带高压的位置及西风槽东移南下关系密切;产生的强雷电以负闪为主,闪电数量大、频次高,并伴随较强暴雨;对局地性特点明显的暴雨,暴雨落区与闪电密集区对应较好,闪电集中区域也是暴雨落区,对区域性暴雨,闪电密集区一定有暴雨发生,但暴雨发生区域不一定是闪电密集区;最强正闪出现在中层相对湿度大于50％的区域内,相对湿度急剧增大时,最强正闪出现时垂直上升运动较强;而负闪出现在中层相对湿度大于80％的区域内,中层相对湿度减小梯度较大处或者相对湿度增大梯度较小时,最强负闪出现时垂直上升运动较弱;雷电密度较大区域灾害明显。     

故宫博物院雷电灾害及雷电活动特征分析

统计分析故宫自建成594年(1420—2014年)以来的雷电灾害事故资料及2005—2014年故宫及周边区域内闪电定位资料,结果显示:有记录的雷击灾害次数51起,雷电灾害都发生在5—9月,主要在6—8月,其中8月最多;雷电灾害发生在故宫南部建筑的次数多于北部,中轴线上的多于两侧,太和殿被雷击次数最多;遭雷击次数最多的部位是古建顶部的吻兽;雷击损害以直接雷击最多.故宫及周边1 km区域内的雷电主要发生在4—10月,主要分布在6—8月,其中8月最多;雷电发生的日变化明显,主要在下午和前半夜,占全天的63.95%;雷电流强度30~40 kA的闪电占总闪电数23.26%,比例最大,总体呈正态分布.雷电活动和雷电灾害在时间分布上整体较为一致.     

雷电研究的回顾和进展

该文从雷电定位技术的研发、北京地区闪电特征和时空分布、闪电活动与强对流天气过程、雷电预警预报研究、雷电物理过程研究和雷暴起电放电数值模式研究6个方面综述了雷电研究的一些结果和近期的研究进展。通过对雷电多方面的研究, 对雷电放电特征有了较系统地了解, 特别是对北京地区的雷电时空分布特征有了较清晰地认识; 在雷电预警预报技术和方法、雷电物理过程等方面也取得了一些重要进展。但由于雷电发生的时空随机性和瞬时性, 对闪电放电物理过程的观测试验和理论研究十分困难, 目前对我国闪电活动规律的认识也仍然不够全面。因此需要对雷暴内动力、微物理和起电放电过程及它们之间的相关性开展深入和长期的基础研究, 加深对雷电发生发展特征的认识和理解, 这将为雷电预警预报以及雷电监测资料在强对流天气过程的监测预警中发挥更重要的作用提供理论基础; 而在雷电激发和传输研究的基础上, 开展地闪连接过程和不同频段雷电电磁辐射对电子设备的破坏效应等雷电成灾机理研究, 将为雷电防护技术的提高提供科技支撑。     

“9．3”大通县雷电灾害成因分析

通过2006年9月3日大通县强对流天气的闪电定位资料和历年雷电活动规律分析，在局地强对流天气背景下，大通县有特殊的雷电放电特性和多接地点闪电发生，由于在防雷工程设计中未充分考虑大通县的地理环境和雷电活动规律，是造成大通县雷电灾害事故的根本原因。     

一次强雷暴天气与大气环境场的关系分析

雷电是电荷聚集到一定程度的放电现象,当雷暴云中电荷累积,在地面附近大气就会有相应的感应电场,因此通过大气电场脉冲波形变化,结合雷达回波资料,可以判断雷暴云的发展阶段。本文分析了2010年8月11~12日陕西省有闪电定位监测网络以来最强的一次雷电天气过程。该过程全省范围内共发生闪电23 570次,8月11日单日闪电14 470次,整个过程以负闪为主,闪电频数高,同时伴随强降水发生。分析发现,此次强雷电天气过程与大气环境场具有以下对应关系:强雷电的发生与西太平洋副热带高压强盛控制陕西大部分地区且呈东西带状分布、西风槽东移南压关系密切;另外还与潜在对流性稳定度指数、抬升指数、能量场和位势稳定度具有较好的相关性;高雷电密度区域与区域性暴雨的强降水落区有一定的对应关系,但强雷电往往先于强降水出现,雨量最大区域与雷电强度最大区域并不对应。     

基于主成分分析的两次雷电过程特性对比

雷电发生时涉及的宏观环境参量多且复杂,考虑不损失大量信息的前提下,基于主成分分析法对两次雷电天气过程进行特性对比,凝练雷电天气潜势预报和临近预报的着眼点,有助于提高其预报准确率。利用闪电、雷达和天气背景资料选取2011—2013年6—8月西宁雷电活动样本,提取同时次探空资料中26个环境参数作主成分分析,深入分析2012年7月29日(过程Ⅰ)和2013年8月26日(过程Ⅱ)两次雷电天气过程的演变和环境条件。结果表明:大气动力和大气温湿类参数与西宁雷电活动关系最为密切,闪电强度累积概率显示动力类较温湿类偏强,平均负地闪强度偏大-1.91 kA,平均正地闪强度偏大1.92 kA。过程Ⅰ表现为西风槽型雷电天气,受大气温湿类参数影响较大;而过程Ⅱ属于副高边缘型雷电天气,明显受大气动力参数影响。两次过程的闪电活动均以负地闪为主,都有明显的日变化规律,且呈单峰型分布。过程Ⅰ在闪电频次上占优势,但在强度上明显弱于过程Ⅱ的。     

地面大气电场资料在强对流天气预报中的应用

利用大气电场仪对2008年6～10月天津地面大气电场变化进行连续监测。讨论晴空、稳定型降水、飑线和暴雨天气下地面大气电场强度特点,结合新一代多普勒天气雷达资料和闪电定位资料,对2008年9月4日飑线过程和2008年7月14日暴雨过程进行分析。结果发现:大气电场仪曲线在雷暴发生前15～50min剧烈变化,在强对流天气的雷电监测中有明显的指示作用。结合雷达资料和闪电定位仪资料能够提高雷电预警和短时临近预报的准确率,多站点的大气电场仪数据能够扩大雷暴监测范围并且判断雷暴云移动路径。     

2005—2014年北京市雷电灾害特征分析

利用2005—2014年北京市雷电灾害资料和2008—2014年北京市ADTD闪电定位资料,统计分析了北京市雷电灾害和闪电的特征。结果表明:2005—2014年北京市有记录的雷电灾害共532起,年平均雷电灾害为53.2起,年平均直接经济损失超过300万元。北京市雷电灾害主要发生在6—8月,其中6月雷电灾害发生最多;雷电灾害主要集中出现在17—23时,其中19时雷电灾害出现最多。北京市城六区和顺义等地区雷电灾害密度较大,总体呈城区多、郊区少,南部多、北部少的特征。雷电灾害主要发生在民用、企业、五大行业(交通、电力、通信、石化、金融)和旅游等行业,雷电灾害对象主要为办公电子电器(54.12%)和家用电子电器(30.47%),雷电灾害主要发生在生活场所、办公场所及生产场所。雷电灾害和自然闪电时间分布基本吻合,二者空间密度略有差异。     

一次强雷电天气特征分析

研究旨在探讨雷电发生前各探测资料的变化特征,以期为雷电的预报提供指标。利用湖北闪电定位资料、多普勒天气雷达以及气象卫星的观测资料,从环流背景、系统形成机理、雷达反射率、回波顶高、垂直液态水含量和云图特征等方面,对湖北2014年8月30—31日的一次强雷雨天气过程进行分析。分析表明,在中尺度对流云团的影响下产生雷雨天气,雷雨天气过程发生时间及区域与雷达回波强反射率、高云顶高度区域的位置相吻合。当区域回波强度大部分达到40 dBz,最大达到45 dBz,回波顶高大部分在9 km以上,最大达到17 km,K指数≥36和垂直液态水含量大部分在6 kg/m^2以上,最大达到20 kg/m^2时,对强对流天气的雷电预报有明确的指示作用。     

利用地面大气电场监测实现雷电预警

地面平均大气电场仪通过监测地面附近一定范围内的大气电场,间接实现了对云层中,特别是雷暴云中的带电状况实时监测.以2008年的5月发生在西安泾河的三次雷电天气过程为例.结合闪电定位实时监测资料和雷达回波产品进行分析.结果表明:大气电场监测资料与地闪定位监测实况、雷达回波产品结合,能够有效监测发生在探测点周围局地对流的发生、发展、成熟、减弱不同阶段特征,实现对雷电灾害的短时预警.     

一次导致人员伤亡的重大雷电灾害事故分析

2017年8月13日呼和浩特市清水河县发生重大雷击事件,造成2人死亡。文章利用该日的地面气象资料、闪电定位资料,分析了当日雷击时段的地闪分布特征;并根据雷击现场剩磁检验等调查资料分析了雷电灾害事故的具体原因,提出了具体雷电防护措施建议,这对于内蒙古地区农村牧区加强雷电监测预警与雷电防护措施具有重要意义。     

一种新的雷电日及雷电参数统计方法

为更好地应用雷电定位系统的自动监测数据统计雷电日及雷电参数,利用滇中地区1987～2006年49个气象站点雷电观测资料和2005～2006年闪电定位探测资料,在对比分析气象观测雷电资料与闪电定位探测雷电资料的基础上,提出了一种新的适用于自动监测雷电日的统计方法--网格法.网格法划分统计区域详细、合理,其雷电日统计值与传统气象雷电日有可比性.长期气象雷电日资料是选定网格大小的参考标尺,滇中地区取0.175°×0.175°网格统计值为其年平均雷电日,取0.3°×0.3°网格统计值为其最大雷电日.用网格法对雷电参数进行统计结果显示:滇中地区雷电日和雷电密度有显著的局地变化特征,地闪密度与闪电强度成反比关系.此结论为防雷工程设计、雷电灾害评估和雷电成因分析提供了较好的理论基础.     

广珠城轨沿线雷电活动的分布特征

利用粤港澳闪电定位系统资料，采用线路走廊网格法，分析2016—2021年广珠城轨沿线雷电活动特征。结果表明：沿线每年除12月外，1—11月均有雷暴活动，其中5和8月最为集中；每天12:00—17:00为闪电次数高发期，这也是对流性雷电天气集中发生期和雷电防御关键时段。采用数理统计法和数据库技术，结合ArcGIS工具，制作地闪回击频次空间分布图和雷电流幅值空间分布图，全线应重点对雷电流幅值小于60 kA闪电进行防范；雷击易损段依次为广州南站-顺德站-容桂站-古镇站。     

苏州地区雷电分布规律分析

利用苏州地区2002~2004年闪电定位系统监测资料,分析了该地区地闪的月变化、日变化、强度、闪电密度等特征。结果表明,苏州地区地闪的月变化呈单峰分布,而日变化则呈双峰分布,夏季19时左右是该地区强对流天气最易发展成熟的时段;雷电流强度不大于104A所占比例最大,强度大于104A的强雷电主要集中在南部地区,以正闪为主;苏州市区是闪电频发的中心地带;闪电多发区与当地的环境有很大关系。     

"8·16"暴雨的雷电特征分析

本文利用闪电实测数据结合多普勒雷达图像资料对山西省2005年8月15日～17日的暴雨天气过程的闪电特征及其与降水的关系进行了详细分析,发现负闪次数远大于正闪次数,正闪强度却高于负闪强度;雷电发生高频次区域与暴雨落区有着较好的对应关系。这次暴雨过程地闪电总数超过5000个,暴雨区的闪电频次～时间曲线很好的反映了暴雨过程降水高峰的到来和消亡的演变趋势。     

呼和浩特市重点区域的雷电预警方法初讨

通过对重点区域中国航天科工集团第六研究院附近地区大气电场的观测分析,重点分析有闪电发生时,雷暴天气过程大气电场及大气电场变化率的特征。通过对多个近距离雷暴活动的发生、发展及消散过程的分析,得出雷暴天气下的大气电场特征及变化规律;找出了针对航天六院附近地区的雷电预警的电场强度和变化率的雷电预警指标,用电场幅值阈值和差分阈值两种方法并结合闪电定位资料建立了预警模型为内蒙古地区针对重点区域有针对性的开展雷电预警预报工作打下基础。     

一次强对流天气的闪电雷达特征分析

利用常规资料及闪电定位资料、多普勒雷达资料,分析了2008年8月13日开封市雷电强对流天气过程,结果表明:这次强对流天气发生在高空低槽东移、开封受584 dgpm线控制的有利天气背景下,闪电发生在切变线和中β辐合线附近,闪电与逆风区、强回波及回波顶高有很好的对应关系.     

闪电定位资料对仪征储油罐雷灾成因的分析应用

本文根据多普勒天气雷达回波与闪电定位仪资料,结合雷电现场进行实地勘查的结果,探讨2006年8月7日发生在扬州市仪征油罐雷电灾害事故。综合分析发现当时强对流回波达55 dBz、顶高14 km;在距油罐1 km范围内有闪电13次,负电荷集聚、强度多在20~50 kA之间。此次雷灾事故的直接致灾原因是强大的感应雷电脉冲电流在储油罐罐体与浮顶两根连接电缆上产生较大的电压,导致储油罐罐体与浮顶之间在密封处产生闪络,引起油汽外泄燃爆成灾。为减少此类雷电灾害的发生,提出防护建议。