基于VLF/LF三维闪电监测定位系统的北京闪电特征分析

利用北京地区VLF/LF三维闪电监测定位系统的2015年1月—2016年12月的数据资料,分析北京地区总闪、云闪和地闪的时空分布和电流强度特征。结果表明:（1）北京地区闪电主要发生在6—9月,峰值出现在7月;一天中闪电高发时段在15时—次日02时,总闪频数的日变化存在3个峰值,分别出现在15、20时和次日02时。（2）北京地区总闪密度高值区主要集中在两个区域:①门头沟区中南部至昌平区中西部山前一带;②密云、顺义和平谷三区交界的山前一带。云闪和地闪密度的大值区也基本出现在这两个区域。（3）云闪高度主要集中在9 km以下,且3~6 km的云闪频数最多;云闪高度约在15 km以下时,平均雷电流强度随云闪高度的增大而增大,而超过15 km的平均雷电流强度随云闪高度增大而减小。（4）闪电雷电流强度主要集中在5~50 kA,雷电流强度大于100 kA的闪电很少发生;闪电频数高的时段平均雷电流强度较小,闪电频数低的时段平均雷电流强度较大。      

凉山州闪电活动特征分析

凉山州位于四川省西南部,由于特殊的地理因素和大气环流季风气候,是全省雷暴日数最多的地区,每年所造成的损失严重。本文基于2005~2014年的闪电监测资料,分析了凉山州地区闪电的年、月、时变化及闪电密度和强度时空分布特征。分析结果,凉山地区闪电活动以负闪为主,占94.43%,正闪仅占5.57%;各县市正、负闪次数差异明显;闪电密度分布呈明显的地域性差异,相对较高区域主要分布自北向南以雅砻江、安宁河谷沿线的冕宁、越西、喜德、西昌、盐源、德昌、会理等县区域为主;6~9月为发生闪电的集中高发区月份,发生闪电数占全年闪电总数的86.53%,6月为闪电最高频发峰值,部分县闪电活动月分布存在一定的差异性;闪电时频度也存在一定差异变化;总闪强度主要集中5~30KA以下,累积概率为86.14%,其中5~20KA的闪电强度概率最高,平均为76.24%。      

山东地区闪电密度时空分布特征

利用山东地区2006年6月至2007年10月13站的闪电资料,分析了该地区闪电密度的时空分布特征。结果表明:13站相比5站布局,获取的闪电样本更多,代表性更好,探测精度更高,分析结果存在差异;闪电密度高值区域出现一定的南移,在半岛内陆地区和东部荣成市出现了新的高值区域,负闪所占比例增加,占99.06%,平均闪电强度增大,负闪平均强度11.47 kA明显低于正闪平均强度25.04 kA;正、负闪电频次年、日变化均呈双峰值特征,但不同时间、不同区域之间存在差异;闪电强度季节变化呈单峰谷形式,但各区域峰谷时间有差异,且冬季没有正闪电发生。     

黑龙江省闪电活动及与降水、气温相关特征分析

利用2006—2008年国家雷电监测网数据库中黑龙江省闪电监测资料,结合自动站资料,采用统计分析方法对黑龙江省闪电的时空分布特征、强度分布及闪电频数与月平均降水量、月平均气温的关系进行了分析。结果表明:近年来黑龙江省闪电活动年变化呈增加趋势;夏季地闪活动频繁,冬季很少有地闪发生,地闪日变化大部分呈双峰态势;闪电密度的地区差异十分明显,山区及邻近地区明显大于平原地区,密度高值区位于大兴安岭地区,其中以塔河最高;地闪密度随季节呈明显的纬度变化,春季到夏季有明显的北进过程,而夏季到秋季则呈明显的南退过程;正闪与总闪具有相同的强度谱分布,谱型较负闪略宽;正闪密度强值中心有两个,位于大兴安岭地区,季节移动规律与总闪相似;黑龙江省雷电频数与月平均降水量呈较好的线性相关,与月平均气温呈较好的指数相关。     

贵州雷电时空分布及强度特征分析

该文用2004、2005、2007年3a的闪电定位资料,结合贵州的天气气候背景,利用曲线模拟和网格插值统计方法初步分析贵州省雷电的时间、空间、强度分布特性。结果表明,贵州雷电主要发生在4—10月,且午后属于多发时段,空间分布呈不均匀状态,西部多,东部少,特别是省的西南部雷电较为频繁。雷电的强度一般正闪比较强,且基本集中在15～45KA这一强度段,负闪强度较弱,分布相对比较均匀。     

塔城地区闪电时空分布特征分析

利用塔城地区1961—2000年5个气象站的闪电观测资料进行分析,得出:塔城地区年平均闪电日数16 d,集中出现在春季和夏季,40 a内闪电日数均呈线性减少趋势,气候趋势系数在-0.31～-0.73之间。额敏的闪电日数在1970、1985年发生突变,裕民在1967、1986年发生突变,和布克赛尔在1985年发生突变,突变后年闪电日数减少到43%～64%之间。     

湖北地区云地闪电时空分布特征分析

为揭示湖北地区云地闪电时空分布特征及雷电活动规律,以满足雷电灾害防护和雷击风险评估工作需要,采用湖北不同地理位置的13个雷击探测仪组成的闪电监测定位系统获取的2006年3月至2009年2月的云地闪电资料,从闪电的极性分布、日变化、月变化、强度、闪电密度、累计概率分布等方面进行统计分析。结果表明:云地闪电中负闪电占闪电总数的96.2%;正闪电占闪电总数的3.8%;闪电频次的日变化呈明显的单峰单谷型,一日中,最大值出现在15—16时,最小值在09—10时;一年中,4—8月闪电次数占全年闪电总数的95.9%,其中7—8月闪电次数最多;正、负闪电的强度主要集中在10～50 kA,大于30 kA的累积概率在50%以下,大于60 kA的累积概率8.1%,大于100 kA的累积概率1.6%;拟合出湖北地区大于某雷电流强度累积概率方程,经统计分析,实测值与计算值相关系数达0.99998。闪电密度分布呈明显的地域性差异,鄂东南的嘉鱼县、咸宁、黄石、鄂州市一带为闪电高密度区,鄂西的远安县、当阳市附近为闪电次高密度区。山区与丘陵、平原交接地带,即地表状况发生明显变化的地带,是雷电多发地带。鄂西南山区县市雷电日数较多,闪电密度不一定随之增加,其原因可能是山区县市土壤电阻率较大和山区局地小气候环境共同影响的结果。     

新疆闪电时空分布特征分析

根据新疆地面气象记录月报表，整理出1961－1999年39a新疆90个气象观测站的闪电天气现象资料并进行统计分析，给出了新疆闪电的时空分布特征。     

2011—2019年安徽南部山区与北部平原闪电分布特征

利用2011年1月至2019年12月安徽省ADTD闪电定位系统监测资料,对安徽南部山区与北部平原的闪电频次、极性、雷电流强度等参数进行对比分析。结果表明：安徽南部山区总闪电频次约为北部平原的2.84倍,北部平原正闪比高于南部山区,这与两地区强对流天气类型有关。两地区闪电频次的月、日变化均呈单峰分布,春季、夏季闪电活动明显多于秋季、冬季,午后至傍晚为一天中的雷电活跃时段,但南部山区在雷电高发月份及时段的闪电频次波动程度远大于北部平原。在雷电流强度方面,北部平原整体上大于南部山区,正、负地闪强度分别高出10.77 kA、9.52 kA,其中正地闪强度峰值均出现在2月,负地闪均为10月,南部山区正、负地闪及北部平原负地闪日强度峰值与频次峰值时段相反。对安徽省总闪频次进行主成分分析表明,EOF分解的前5个特征向量累计方差贡献达到59.137%,空间上表现出安徽南部山区与北部平原雷电活动变化趋势既具有一致性,也具有明显的南北差异。     

2011—2019年中国长江三角洲区域闪电时空分布特征

利用2011—2019年江苏、浙江和安徽27个探测站ADTD闪电监测定位系统获取的资料,对中国长江三角洲三省一市(上海、江苏、浙江、安徽)一体化协同发展区域云地闪的发生频次、强度进行统计,运用EOF方法分析闪电频次的空间分布特征.结果表明:中国长江三角洲区域负闪数均占总闪数的95％以上,正闪平均强度均大于负闪平均强度绝...     

雷电监测预警对雷击风险评估的影响分析

利用雷电监测设备预警雷电,以便于及时采取规避措施减免人员伤亡和经济损失,从而降低评估场所的雷击风险值。本文从这一角度出发,分析了雷电监测预警系统的应用,着重研究了采取预警措施后影响到的参数L_X及其取值方法,结合预警系统的命中率、漏报率,推导建立了风险评估计算公式。给出了安装预警设备后的风险评估流程图,归纳总结了重要场所安装预警设备后影响到的主要风险类型。并以某石化工厂为例,进行了实例应用分析和风险对比。为采取雷电监测预警措施的场所进行合理的雷击风险评估提供可借鉴的方法。     

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.     

黑龙江省闪电活动特征及其与地面相对湿度的响应关系

利用2006-2017年黑龙江省闪电定位资料和日平均地面相对湿度资料,采用数理统计、Pearson相关分析、GIS空间分析技术,研究了闪电密度和强度对地面相对湿度（R_H）的响应关系。结果表明：地面R_H过小或过大都不利于闪电活动产生;当R_H < 25%时,几乎无闪电发生,当R_H < 77%时,R_H增加有利于闪电活动发生,当R_H>79%时,随着R_H增加,闪电活动减少;当R_H < 77%时,闪电密度与之呈正相关,闪电强度与之呈负相关;当R_H>79%时,闪电密度与之呈负相关,闪电强度与之呈正相关;地面R_H的临界值域约为77%-79%;70%≤ R_H ≤ 90%区间为闪电易发湿度区间,在闪电密度与湿度相关度高的区域,闪电更趋于集中发生在闪电易发湿度区间。     

南京地区闪电定位资料与探空资料的应用分析

利用江苏省闪电定位系统的观测资料,结合南京探空资料,分析了以南京探空站为中心的1°×1°的经纬度范围内,在两次探空放球时间段内所发生的闪电情况.分析表明,沙氏指数、700 hPa与1000 hPa假相当位温θse差、500 hPa与700 hPa假相当位温θse差、1000 hPa温度、500 hPa温度对南京地区闪电活动的实时预警有比较明显的作用,并定义了闪电概率指数,可用于预报0～30 min内闪电的发生概率.本研究对南京地区雷电实时监测与预警有参考价值.     

2006-2016年昆明市雷电致灾因素分析及易损性风险区划

基于近11 a（2006-2016）云南省闪电定位监测数据以及雷电灾害汇编资料,运用ArcGIS对闪电数据与地理信息进行叠加,分析昆明市地闪活动规律和雷电灾害时空分布特征,结合地理环境、人口分布和经济社会发展情况,研究雷电致灾成因机制。从灾害系统理论和综合易损性出发,构建评价指标体系及权重判断矩阵,计算雷电灾害风险综合评价指数R值并进行分级,形成昆明市雷电灾害易损性风险区划。结果表明：频繁活跃的地闪活动是导致雷电灾害多发的主要致灾影响因子,雷电灾害的时空分布与地闪活动的变化特征存在较好的对应关系。全市有雷电灾害高易损区3个,次高易损区2个,中易损区4个,次低易损区4个,低易损区1个,建立雷电灾害易损性区划,能够为确定雷电防护重点和防范等级提供必要的参考依据,通过完善雷电防护措施,可以增强承灾体抵御雷电灾害的能力。     

浙江省雷电灾害易损性分析及风险区划

根据 2007-2011 年浙江省雷电灾害事故调查资料、浙江省地闪监测资料,选取地闪密度、灾害频数、经济（GDP）损失模数、生命易损模数、雷灾经济损失、人员伤亡等作为浙江省各市雷电灾害易损性评估指标,对浙江省各市进行雷电灾害易损性综合评估,并结合 GIS 方法对浙江省进行了雷电灾害易损性风险区划,为有针对性做好防御雷电灾害规划提供科学依据.     

Comprehensive study on the influence of evapotranspiration and albedo on surface temperature related to changes in the leaf area index

Many studies have investigated the influence of evapotranspiration and albedo and emphasize their separate effects but ignore their interactive influences by changing vegetation status in large amplitudes. This paper focuses on the comprehensive influence of evapotranspiration and albedo on surface temperature by changing the leaf area index(LAI) between 30–90 N.Two LAI datasets with seasonally different amplitudes of vegetation change between 30–90N were used in the simulations.Seasonal differences between the results of the simulations are compared, and the major findings are as follows.(1) The interactive effects of evapotranspiration and albedo on surface temperature were different over different regions during three seasons [March–April–May(MAM), June–July–August(JJA), and September–October–November(SON)], i.e., they were always the same over the southeastern United States during these three seasons but were opposite over most regions between30–90 N during JJA.(2) Either evapotranspiration or albedo tended to be dominant over different areas and during different seasons. For example, evapotranspiration dominated almost all regions between 30–90N during JJA, whereas albedo played a dominant role over northwestern Eurasia during MAM and over central Eurasia during SON.(3) The response of evapotranspiration and albedo to an increase in LAI with different ranges showed different paces and signals. With relatively small amplitudes of increased LAI, the rate of the relative increase in evapotranspiration was quick, and positive changes happened in albedo. But both relative changes in evapotranspiration and albedo tended to be gentle, and the ratio of negative changes of albedo increased with relatively large increased amplitudes of LAI.     

夏季雷州半岛强降水雨滴谱个例分析及降水与闪电相关性统计分析

利用2007年8月在雷州半岛观测雷暴获得的雨滴谱和地闪资料,重点分析了8月6日遂溪、湛江一次雷暴云降水个例的雨滴谱特征,对闪电特征与降水的相关性进行了统计分析。结果表明,遂溪站的雨滴谱谱型多为双峰或多峰型,而湛江站的雨滴谱谱型多呈单峰型分布;平均雨滴谱符合Gamma分布;雨强I10mm/h时发生地闪的频率较高,且发生地闪频率随着距测站的距离减少而增加;随着雨强的增大发生正地闪的概率明显增加;降水过程中的闪电频率和距离校准后闪电电流强度的相关性表明,地闪发生的距离越近,频率越高对应雨滴谱谱宽越宽和降水强度越大。