1971—2008年青岛地区雷电时空分布特征

选取1971—2008年青岛地区7个地面观测站雷暴日资料和2006—2009年闪电定位系统监测资料,统计分析青岛雷暴的时空分布规律,并以某大型石化项目为例,分析了该区域地闪的分布特征。结果表明：近38 a青岛地区雷暴日空间分布自东南向西北逐渐增多,季节性分布特征明显,主要集中在7月和8月。根据闪电定位资料,借助分析软件得出该石化项目附近雷电流强度分布图和雷电流累积概率分布曲线,进而得出对应的雷电流强度值,最大值为41.68 kA。利用闪电定位系统提供的地闪次数计算地闪密度Ng比用人工观测资料计算的结果更为客观,研究结果可为雷电灾害风险评估提供评估参数。     

贵港市闪电活动特征的分析

利用雷暴日资料和闪电定位资料对贵港市的闪电活动特征进行分析,内容包括对贵港市气候特征、雷暴日年际变化情况、雷暴日月平均变化情况、地闪时频度特征、闪电密度分布特征、雷电流强度分布特征等进行逐一分析和研究。最终总结出了贵港市闪电活动特征。     

山东省雷电活动的时空变化特征

利用卫星观测到的闪电资料和山东省雷暴资料对山东省雷电活动进行时空变化特征分析。结果表明,雷暴日的空间分布特征与卫星观测到的闪电密度空间分布大体一致;雷暴日的季节分布特征与卫星观测到的闪电季节分布大体一致;山东省的雷暴日变化具有从20世纪60年代中后期开始,年雷暴日数具有明显的线性减少趋势,并呈现出在波动中下降的特点。     

榆林地区雷电活动特征分析

利用1964—2013年榆林市雷暴日资料及2013年全省闪电定位仪资料统计分析榆林地区雷电分布特征、雷电参数的年际变化、月变化、日变化、分布时段特征。经过分析发现,全市年平均雷暴日为29.2d,呈现逐年减少的趋势。2013年全市闪电集中出现于6—9月,占全年总闪电频次的97.3%,其中7、8月为峰值区,占全年闪电频次的83%,8月最多;14—21时为全天闪电高峰时段。全年以负闪为主,可占总闪频次的94.85%。闪电空间分布和强度分布区域性特征显著,其中神木闪电密度较大但强度较弱;府谷、吴堡、定边等地则强度较大而密度较小。榆林平均电场以正极性为主,全市平均电场强度为-0.055 28~0.193 13kV/m,东西分布特征明显,其中最西端的定边站,平均电场强度最低。     

云南西双版纳地区闪电活动特征

应用2017—2018年云南省VLF/LF三维闪电定位数据和1987—2006年云南省人工雷暴日观测数据,运用数理统计、空间插值等方法分析"雷都"西双版纳闪电活动的时空分布特征,运用网格法将闪电定位数据转化为网格雷电活动日,研究人工观测雷暴日与闪电定位监测资料的相关性。结果表明:西双版纳地区雷电活动从3月就开始逐渐增多,峰值出现在7—8月。就闪电频次而言,云闪少于地闪、正闪少于负闪,正地闪明显多于云南省其他地区。11月闪电强度较大,但频次较少;7月闪电频次较多,但强度较小。云闪多发生在8 km以下,平均高度为4.914 km。地闪和云闪密度分布一致,北部高而南部和东西部低;云闪的强度明显高于地闪,但在空间分布上均是北部弱而南部和东西部强。人工观测雷暴日与网格雷电活动日的逐月分布特征较一致。研究还表明:西双版纳在云南省范围内是人工观测雷暴日最多区域,也是网格雷电活动日最多区域。     

1964-2013年河源地区雷暴日特征分析

选取河源市1964—2013年共50年的人工观测雷暴日资料以及2012—2013年的闪电定位数据分析河源地区的雷暴日特征,结果表明:河源市雷暴日数具有明显的年代际变化特征,总体呈现缓慢震荡减少的趋势;由M-K检验结果发现市区雷暴日数在1988年前后发生突变,河源市4个县的年际突变时间在1982—1992年范围间。在2012—2013年时间段内,由闪电定位仪数据得到的雷电日与人工观测雷暴日的月变化趋势基本一致,但雷电日数远大于雷暴日数,可能与人工记录的缺失或闪电定位仪误记有关。     

珠海市雷电活动的时空分布特征

根据1962—2013年珠海市雷暴日观测数据和1999—2009年云地闪电定位资料,通过采用数理统计、气候倾向分析、M-K突变检验、小波分析等方法,对雷暴日变化的周期性、地闪电流幅值及发生频次的时空分布特征进行分析,结果表明:珠海近52年来雷暴日呈整体下降的趋势,其年际变化存在28年的主周期、18年的次周期和7年的第3周期;1968—1990年期间雷暴日数总体呈上升趋势,1991—2013年雷暴日呈下降趋势,但趋势不明显。地闪电流幅值年际差异较大但总体呈现增加的趋势,空间分布大体呈现出"东、南、西三面高,北部低"以及"沿海沿江高、内陆低"的特点。地闪发生频次年际变化上呈现周期性波动,波动周期约为5年;空间分布大体上呈现由北侧内陆向南面沿海逐渐减小的趋势。该特征表明地闪幅值和发生频次与土壤电阻率的分布高度相关,即土壤电阻率低,地闪幅值大,地闪密度小;反之,地闪幅值小,地闪密度大。     

中国雷电活动特征分析

雷电活动资料在国民经济和国防建设中涉及防雷减灾问题上有重要的应用价值,本文对中国672个地面站点1961～2006年的雷暴日资料进行处理分析,同时利用星载闪电探测器(OTD/LISOptical Tran Sient Detector/Lightning Imaging Sensor)的闪电观测资料集(1995～2005年),对中国雷电活动的时空特征进行了再分析,得到以下结果①中国雷暴活动的时空分布;②闪电密度和雷暴日在中国的空间分布存在差异性;③中国和中国不同地区闪电活动的年变化和日变化特征;④中国不同地区包括各省、直辖市、自治区闪电密度的各种特征.     

1961—2013年鄂尔多斯市雷暴特征分析

文章利用1961—2013年鄂尔多斯地区11个气象站的逐日雷暴观测资料和2012—2015年的闪电定位资料,对该地区的雷暴活动特征进行了分析,结果表明:鄂尔多斯地区的年平均雷暴日数为28.2d,属于中雷暴区。其中东、西部的年平均雷暴日数相差15d左右,呈东部多西部少的经向型特点且季节性特征明显,夏季(6、7、8月)平均雷暴数最高,为20.9d,占全年雷暴日数的74.66%,53a来,年雷暴日数在波动中呈减少趋势。通过闪电定位资料分析得出:多数雷暴的雷电流集中在15~80k A之间。     

闪电定位系统与人工观测雷电日参数对比分析

雷电日是反映雷电活动规律的重要参数。通过对重庆地区35个区县人工观测雷暴资料(1951—2009年)和闪电定位系统监测资料(1999—2008年)的数理统计,重点分析了人工观测雷暴日、闪电定位系统监测的雷电日和雷击大地密度特征。结果表明:人工观测的雷暴日数远小于闪电定位系统监测获取的数据;人工观测的雷暴日局限于个人差异和地形影响,而闪电定位系统监测的雷电日局限于探测方法和设备的灵敏性,不能完全客观反映各地区雷电活动规律;雷击大地密度客观真实反映各地雷电活动特征,在此基础上获得了有效反映雷电活动规律的雷电日参数,为雷电灾害风险评估与防雷设计提供参考。     

北京地区的闪电时空分布特征及不同强度雷暴的贡献

利用北京闪电定位网(BLNET,Beijing Lightning Network)和SAFIR3000(Surveillance et Alerte Foudre par Interometrie Radioelectrique)定位网7年共423次雷暴的闪电资料,并按照雷暴产生闪电多少,同时参考雷达回波和雷暴持续时间,将雷暴划分为弱雷暴(≤1000次)、强雷暴(>1000次且≤10000次)和超强雷暴(>10000次),分析了北京地区的闪电时空分布特征及不同强度等级雷暴对闪电分布的贡献。北京总闪电密度最大值约为15.4 flashes km-2a(^-1),平均值约为1.9 flashes km^-2a(^-1),大于8 flashes km^-2a(^-1)的闪电密度高值区基本分布在海拔高度200 m等高线以下的平原地带。不同强度雷暴对总雷暴闪电总量贡献不同,弱雷暴(超强雷暴)次数多(少),产生的闪电少(多),超强雷暴和强雷暴产生的闪电分别占总雷暴闪电的37%和56%。不同强度雷暴对总雷暴的闪电密度高值中心分布和闪电日变化特征影响显著,昌平区东部、顺义区中东部和北京主城区是总雷暴闪电密度大于12 flashes km-2a(-1)的三个主要高值区中心,前两个高值中心受强雷暴影响大,而主城区高值中心主要受超强雷暴影响。总雷暴晚上频繁的闪电活动主要受超强雷暴和强雷暴影响,这两类雷暴晚上闪电活动活跃,分别占各自总闪电的69%和65%,而弱雷暴闪电活动白天陡增很快,对总雷暴午后的闪电活动影响大。另外,不同下垫面条件闪电日变化差异大,山区最强的闪电活动出现在白天,午后闪电活动增强很快,主峰值出现在北京时间18:00,而平原最强的闪电活动发生在晚上,平原(山麓)的主峰值比山区推迟了约1.5小时(1小时)。     

A comparison of lightning activity and convective indices over some monsoon-prone areas of China

Using 10-year lightning localization data observed by the TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) Lightning Imaging Sensor (LIS), the relationship between lightning activity and a series of convective indices was investigated over nine monsoon-prone areas of China in which high-impact weather (HIW) events are frequently observed.Two methods were used to verify and reconstruct LIS lightning data. First, LIS lightning flash data were verified by both surface thunderstorm reports and ground-based lightning detection data. Seasonal, monthly, and 5-day distributions of LIS observed lightning activity agree well with the surface reports and ground-based lightning observations. Second, due to LIS's low sampling frequency, a data reconstruction and compensation scheme for LIS lightning observations was designed using both LIS lightning seasonal diurnal cycles and surface thunderstorm reports. After data reconstruction, five lightning products were derived: daily mean and maximum LIS flash rate, daily mean and maximum LIS lightning cell rate, and number of lightning days per five day period.Then, a series of convective indices describing convection conditions were derived from radiosonde data according to atmospheric instability and convective potential analysis. Correlation analysis for each study region was done between 10-year lightning derived products and corresponding convective indices by 5-day periods. The correlation analysis results show that higher lightning flash rate and lightning probability are associated with more unstable air and smaller vertical wind shear in a nearly saturated lower layer in most of the study regions. But the correlation varies from region to region. The best correlation between lightning activity and convective indices was found in eastern and southern China, whereas the correlation is lowest in some inland or basin topography regions in which topographic effects are more significant. Moreover, ambient moisture plays a much more important role in the convective development of thunderstorms in southern China than other regions. Thunderstorm development mechanism differences among regions were also discussed.Based on the close relationship between lightning activity and convective indices, some regression equations for forecasting 5-day mean or maximum LIS lightning flash rate and lightning area (a thunderstorm cell) rate, and 5-day lightning days for the study regions were developed using convective indices as predictors. The verifications show that the convective index-based lightning forecast methods can provide a reasonable lightning outlook including probability and lightning flash rate forecasts for a 5-day period.     

西天山地区雷暴和闪电特征

利用西天山地区14个气象站1960-2010年雷暴资料和新疆雷电监测网2008年观测资料,分析了西天山地区雷暴和闪电变化特征。结果表明：西天山地区年平均雷暴日数分布呈东西多,南北少的形势。该区域年平均雷暴日数在17.3～85.5 d之间,并以2.7 d/10 a的速率减少。西天山地区雷暴日数的年变化呈单峰型,并在6-7月达到最大值。整个区域以正闪为主,正闪占总闪的比例达66%。该区域闪电电流强度在-130~+63 kA之间,负闪强度大于正闪强度。     

深圳云地闪时空分布特征研究

利用1997-2011年云地闪电定位探测资料和深圳国家基本气象站1953-2011年的观测资料,对深圳云地闪电（简称地闪）时空分布特征和雷暴日变化趋势进行分析。结果表明：深圳雷暴日数近59 a来呈下降趋势,小波分析显示年雷暴日数存在5 a周期和10-15 a的次周期;年内地闪频次特征表现为6月和8月双峰形特征,8月为全年地闪次数最多的月份;雷暴的活跃程度与太阳辐射热力条件密切相关,地闪活动高峰出现在14-18时;深圳地闪密度呈现西北多、东南少,内陆地区多、沿江沿海地区少的分布特征,地形、海陆分布是影响地闪空间分布的重要原因;地闪强度的分析表明,正、负闪月平均强度峰值分别出现在2月和6月,负闪强度低于正闪,正、负闪日强度峰值均未出现在频次峰值时段。     

不同方法确定的雷击密度对防雷分类的影响

利用江西1955—2011年气象观测资料和2004—2011年雷电监测资料,对比分析了分别依照《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010,简称新规范）和（GB50057—94,简称旧规范）计算的年平均雷击大地密度（Ngn和Ngo）,计算了江西实际雷击大地密度,研究新规范的实施对防雷分类的影响。结果表明,年平均雷暴日小于116.40 d时,Ngn〉Ngo;大于116.40 d时,则相反;等于48.5 d时,两者相差最大,约为1.12次（/km2.a）。相较于旧规范,按照新规范划入第二类、第三类防雷建筑物数量偏多。按照新规范,计算得到的雷击大地的年平均密度比江西实测值大30%,即江西地区的同一建筑物,依照Ngn划定的建筑物防雷类别可能高于利用实测雷击大地密度计算结果划定的建筑物防雷类别。     

“2007.08.13”汕头强雷暴天气雷达回波特征分析

根据2007年8月13日汕头强雷暴天气的雷达资料和闪电定位资料,利用统计和对比分析的方法,分析闪电活动与雷达回波之间存在的关系。结果表明:强回波面积与闪电次数具有显著相关关系,闪电活动相对于强回波面积的变化有10 min的提前量;闪电发生的位置变化与强回波的移动密切相关,而速度回波更清晰地反映和预示雷达回波的移动趋势。基本速度图中的辐合区也是闪电活动频繁的区域,雷暴发生前40 min,风廓线图中出现断裂的双干区,随后该双干区自上而下迅速遭到破坏。双干区的出现和破坏是雷暴天气产生的先兆特征。     

FY-4A白天对流风暴和闪电产品在华北强雷暴天气分析中的应用

我国第二代静止气象卫星FY-4A观测能力较之前有明显提升,在天气特别是对流性天气监测和预测中具有较强的应用潜力。利用FY-4A气象卫星多通道扫描辐射成像仪(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)和闪电成像仪(Lightning Mapping Imager,LMI)数据开展研究,分析了反演产品在强雷暴天气中的应用。研究表明,扫描辐射成像仪多通道组合白天对流风暴红-绿-蓝（red-green-blue,RGB）合成产品可以突出具有强上升气流的对流性雷暴云,较单通道及多通道可见光合成产品具有监测优势;闪电成像仪产品较地面闪电探测闪电产品能够探测到更多的闪电,对新生对流和较弱对流产生的闪电监测具有优势;在华北和黄淮一次强雷暴天气过程中,白天对流风暴RGB合成产品能够监测云系发展的过程,卫星监测闪电活动频数和冰雹活动一致性较好。     

闪电产生氮氧化物(LNOX)区域特征计算(Ⅱ): LNOX计算结果分析

利用东北、北京和广东三地的闪电定位资料，计算分析了6种不同类型雷暴中闪电产生的氮氧化物总体、季节、空间分布和雷暴的不同发展阶段等特征。结果表明：虽然中高纬地区雷暴频数较低，年总产氮(N)量低于低纬地区，但单个雷暴平均产N量并不比低纬低。三地雷暴产N量的月份分布不相同，东北和北京地区的峰值月份出现在季节交换期的6月和9月，广东地区出现在对流相对旺盛的7月。低纬区的系统雷暴产N量主要发生在成熟阶段，而发展和消散阶段产N量很低，中高纬尽管成熟阶段产N量最高，但发展和消散阶段也有一定的比例。中高纬的局地雷暴产N量主要发生在发展和消散阶段，成熟阶段很低，而广东地区，三个阶段相差不大。进一步讨论了几种雷暴闪电参数与雷暴产生N量的相关性，得到系统雷暴正负闪电总数和雷暴产生N量的回归预报方程并讨论了误差。最后与文献[1]的方法和Price的方法进行了比较。     

贵州中西部冰雹云中闪电特征观测研究

利用贵州省三维闪电监测网资料、新一代天气雷达资料、地面观测资料,对贵州省中西部地区13次冰雹天气过程中闪电特征进行了分析。结果表明：雹暴整个生命史内主要以负地闪为主,且伴随强降水。冰雹云发展阶段,降雹区域闪电频次增加明显,降雹前闪电频次变化均出现“跃增”,部分降雹点出现闪电频次二次跃增;冰雹云消散阶段,闪电频次显著减少。冰雹云总闪、正闪均高于雷雨云,5 min闪电频数大于16次且闪电频次上升度大于12次/5 min可作为识别冰雹云的参考指标。另外,降雹落区与闪电密度中心区域较为吻合,闪电密度中心位置略偏降雹位置之前,闪电逐时分布标识出冰雹云的发展移动方向。以上这些特征可以为冰雹识别、冰雹短时预警预报及人工防雹作业提供参考。