冰雹云形成发展与闪电演变特征分析

1998年4月23日下午在中尺度对流系统(MCS)的影响下，山东潍坊地区出现了一次大范围的冰雹强对流天气。应用闪电定位系统、卫星和雷达观测资料，研究了这次降雹过程形成和发展不同阶段闪电的变化特征。分析发现雹云在形成发展和减弱消亡阶段，每5分钟闪电频数低于20次，且正闪电频数明显低于负闪电；雹云在成熟阶段，闪电频数每5分钟平均值大于20次，且正、负闪电频数相当，而在强降雹前短时会出现正闪电频数超过负闪电现象。此外还发现，在降雹前20～30分钟闪电频数有跃增现象，其增加速率和降雹强度呈正相关关系，降雹的起始时刻与总闪电和负闪电每5分钟频数出现极大值的时刻有明显的一致性。     

冰雹云形成发展与闪电演变特征分析

1998年 4月 2 3日下午在中尺度对流系统 (MCS)的影响下 ,山东潍坊地区出现了一次大范围的冰雹强对流天气。应用闪电定位系统、卫星和雷达观测资料 ,研究了这次降雹过程形成和发展不同阶段闪电的变化特征。分析发现 :雹云在形成发展和减弱消亡阶段 ,每 5分钟闪电频数低于 2 0次 ,且正闪电频数明显低于负闪电 ;雹云在成熟阶段 ,闪电频数每 5分钟平均值大于 2 0次 ,且正、负闪电频数相当 ,而在强降雹前短时会出现正闪电频数超过负闪电现象。此外还发现 ,在降雹前 2 0～ 30分钟闪电频数有跃增现象 ,其增加速率和降雹强度呈正相关关系 ,降雹的起始时刻与总闪电和负闪电每 5分钟频数出现极大值的时刻有明显的一致性。     

北京一次大雹天气过程的闪电活动特征分析

由于受闪电监测系统限制,已有研究多局限于强对流天气的地闪(cloud-to-ground lightning,CG)活动特征。本文利用VLF/LF三维闪电监测定位资料,结合雷达观测等资料对北京地区一次典型大雹天气过程的全闪活动特征进行了分析。结果表明:降雹发生前,闪电活动主要分布在对流系统的后部,闪电数较少,且以负地闪活动为主;降雹期间,闪电频数显著增加,云闪(intracloud lightning,IC)及正地闪活动明显加强,该阶段闪电活动主要集中在对流系统强回波中心及其前部雷达反射率因子梯度较大的区域;降雹结束之后,强回波中心基本移出北京,北京范围内的闪电频数明显减少。正闪比例在降雹发生前逐渐增大,在降雹期间稳定维持在较大值,降雹结束后迅速减小;云闪比(云闪频数/总闪频数)表现为降雹发生前和降雹结束后逐渐增大趋势,在降雹期间基本维持稳定少变。闪电的电流强度主要集中在5—50 kA之间,20 kA以下的低雷电流强度的云闪和地闪多发生在降雹期间及降雹结束后,而20 kA以上的高雷电流强度的云闪和地闪在降雹发生前占有很大比例,小于5 kA的云闪在大雹发生期间所占比例明显高于地闪。降雹发生前及降雹结束后云闪发生高度在2-6 km,降雹期间有所抬升,约为2-8km。闪电频数峰值超前于降水峰值5-20 min。     

冰雹云中闪电特征观测研究

通过对西北地区11次冰雹过程闪电定位仪和多普勒雷达观测资料的分析结果表明,闪电5min频次分布呈现规律变化,在降雹前4-97min出现频次大于20次的峰值,冰雹过程正地闪占总地闪比值在24．7％-40％之间;闪电密度最大中心区出现在降雹位置之前,闪电逐时空间分布标识出冰雹云的发展移动路径;闪电分布在雷达回波区,并不与雷达最强回波区对应,闪电频次、正地闪所占的比值和闪电时间序列分布,可能起到预警冰雹的作用。     

北京地区闪电活动及其与强对流天气的关系

利用单站闪电定位系统Ｍ－ＬＤＡＲＳ监测１９９５～１９９７年夏季北京地区的闪电话动,分析结果表明,闪电频数的日变化与强对流天气发生有一定对应关系,不同类型的天气过程,如冰雹,暴雨发生时,闪电中地闪和云闪的比例有明显的差异,其中地闪中正,负闪和云闪中正,负闪的比例呈现一定的规律性。     

冰雹与雷暴大风的云对地闪电特征

利用京津冀中尺度试验基地三站闪电定位资料,对1989-1992年20个冰雹大风实例进行了分析。发现云对地闪电(简称地闪)活动表现为一次冰雹大风天气过程。且正的云对地闪电(简称正闪)占绝对优势,而负的云对地闪电(简称负闪)则与强降水相关。其开始发生时间与雷雨同步,比冰雹平均提前25min左右,出现在雹云前进方向右侧(下风方)10-50km.当正闪发生在雹云后部时是冰雹发生与加强阶段,而闪电密集区与云体重叠时是冰雹过程强盛阶段,当位于云体的前方且散开时是冰雹减弱消亡阶段。这个特征对超短期预报具有指示意义。     

甘肃一次冰雹过程降水及闪电活动特征

利用热带测雨卫星(TRMM)的测雨雷达(PR)、微波辐射计(TMI)和闪电成像仪(LIS)资料分析2012年8月25日甘肃省一次较强冰雹过程。结果表明,本次过程受3个分散的β中尺度对流系统影响,对流云像素点约为层云的1/2,对流云平均降水率是层云的8.2倍。冰雹云回波顶高度近13 km,回波强度大于55 dBZ的最大高度为7.5 km左右,降水率大于45 mm·h^-1的云层厚度约7 km。降水廓线反映出降水率垂直分布不均匀,对流降水中50、10 mm·h^-1的降水率随着高度的升高先增加后减小,在9 km左右减小明显。此次冰雹过程的闪电发生临近处6 km雷达反射率高于40 dBZ,85 GHz极化修正亮温低于210 K。     

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。     

冰雹云系发展演变与其地闪的相关性分析

对山东地区6次冰雹过程闪电定位仪资料和雷达回波资料的分析结果表明,降雹区域内10 min闪电频数分布呈规律变化,在降雹前32～220 min闪电出现10次以上的峰值,冰雹发生前2 h正闪电迅速增加,雹后又迅速减弱.雹前正闪电基本占总闪电的50%以上.闪电基本分布在雷达回波内,但闪电密集区与强回波区并不完全对应.闪电密集区移动可以标识出冰雹云的发展移动路径;10 min降雹区域闪电频数、正闪电所占的比值和闪电时间序列分布,可能起到预警冰雹的作用.     

滇中地区冰雹的多普勒天气雷达及闪电活动特征分析

利用雷达数据和云南省闪电定位系统数据,对滇中地区2006~2011年6次典型降雹过程中的雷达回波和闪电特征进行综合分析,结果表明:滇中冰雹回波的基本反射率因子具有典型的冰雹回波特征,如弓形回波、三体散射、旁瓣回波、有界(无界)弱回波区、"V"型槽口以及钩状回波等。地面降雹区基本出现在雹暴反射率因子强度梯度较大的区域,也就是负地闪密集活跃区或者临近区域。闪电密集区的移动可作为预测冰雹回波移动路径的一个指标。降雹时段是负地闪的活跃期,正地闪出现频率极少,这与我国北方地区冰雹出现时高正地闪频数特征存在明显不同。负地闪每5 min频数峰值的出现时间略超前地面降雹时间5~12 min,可作为滇中出现冰雹的一个参考指标。闪电频数的时空分布和变化特征,对于滇中地区冰雹天气的监测、I临近预警以及防雹作业指挥有一定的参考作用。     

杭州市雷电活动特征及雷电灾害区划

利用杭州市1966-2005年雷暴日资料和2008-2009年闪电定位资料,运用ArcGIS空间分析技术结合数理统计方法,分析杭州市雷电活动时空分布特征,并采用地闪密度空间分布与最大地闪强度空间分布的叠置作为雷电风险的主要评价指标,得到杭州市雷电灾害致灾危险性区划.分析结果表明,在时间分布上,杭州市雷暴天气多发生在夏季...     

杭州市雷电活动特征及雷电灾害区划

利用杭州市1966—2005年雷暴日资料和2008—2009年闪电定位资料,运用ArcGIS空间分析技术结合数理统计方法,分析杭州市雷电活动时空分布特征,并采用地闪密度空间分布与最大地闪强度空间分布的叠置作为雷电风险的主要评价指标,得到杭州市雷电灾害致灾危险性区划。分析结果表明,在时间分布上,杭州市雷暴天气多发生在夏季和午后时段;在空间分布上,杭州市地闪密度较大地区多集中在山脉向阳坡、迎风坡以及大面积水域向陆地过渡的区域。杭州市雷电灾害风险高值区主要集中在上城区、江干区、滨江区、西湖区西部以及淳安县西南部、富阳市大部、余杭区西部、萧山区中部地区。雷电风险高值区主要集中在人口稠密区、工业集聚区、湖边、江边等,这些都可能与气温、空气湿度、地形地貌、建筑物密集密切相关。     

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。     

冰雹谱分布特征的探讨

本文分析了1986年在张家口地区取得的315份雹谱资料,经统计,拟合出六类雹谱分布型式,即指数型;A复合函数型;B复合函数型;对数函数型,双曲线函数型;函数型六类拟合式,並且都通过相关系数检验。与Ryde等人的资料对比,除指数谱有较大量级差别外,其余各类谱型分别相差2—3个量级。     

火箭触发闪电通道的亮度特征分析

利用成像速率为2000幅/s的高速摄像资料,对采用不同触发方式的两次负极性闪电进行了对比分析,结果表明:空中触发方式的上行正先导的起始速度比经典触发方式的低一个量级左右,而前者的触发高度要比后者的高;闪电通道中金属导线汽化部分的余晖时间可达160—170 ms,相对来说,空气离化部分的亮度信息更能真实体现闪电通道中的电流特性。依据闪电通道亮度变化特性的差异,并结合电场变化的观测,可以将回击之后的过程分为3种类型,没有M分量的为连续衰减型,有M分量的可分为独立型和延续型两种,能够与不同类型的延续电流波形相对应。总体上看,有M分量的回击间隔比没有M分量的要长,几何平均值分别为77 ms和37 ms,有M分量的初始连续电流也会比没有M分量的持续更长的时间。回击和M分量发生前闪电通道的相对亮度存在明显的差异,回击前闪电通道的相对亮度很弱,甚至观测不到任何发光现象,而M分量发生前闪电通道仍有较强的发光。     

我国北方地区雷电活动的时空特征

利用地闪定位仪（ＤＦ）探测了我国大兴安岭（东北地区）和北京地区的雷电活动。文中详细分析了地闪的空间分布,并讨论了不同地区各雷电参量的时间变化规律。两地区雷电活动的季节变化与日变化均有较大差异。这些差异的产生可能与本地区的天气背景及地理特征有密切的联系。要较深入地了解上述差异产生的可能原因,将雷电活动与天气因子的给合讨论是必需的。     

苏州地区雷暴活动规律和雷灾分析

本文利用苏州气象局布点的4台可覆盖整个苏州地区的闪电定位仪观测资料,统计分析了苏州地区近几年的落雷密度和年平均雷暴日等雷暴活动规律;然后再结合苏州地区1999-2003年雷电灾害实例和雷灾发生的原因,分析给出苏州地区雷灾的特点和发生规律,为今后防雷工作的开展提供科学依据。     

京津冀地区闪电的气候分析

本文对1989和1990两年夏季京津冀地区300km范围内的闪电资料分析了闪电强度,回击数的气候概率分布和闪电日变化及空间分布的气候规律,并将所得结果与美国俄克拉荷马及堪萨斯州的闪电气候特征进行了对比。结果表明,闪电的气候特征可以揭示出特定地区对流活动时空分布的气候规律。     

陇东地区冰雹云系发展演变与其地闪的关系

利用１９９７年设在陇东地区的闪电定位系统及双线偏振雷达资料,分析研究了该地区冰雹云系发展演变及其地闪的关系。结果表明：在降雹前３０ｍｉｎ左右时,每５ｍｉｎ地闪频数陡然上升,降雹前１８ｍｉｎ,每５ｍｉｎ地闪频数平均上升为３．５,每５ｍｉｎ地闪频数的最大值一般是出现在开始降雹前１６ｍｉｎ到前６ｍｉｎ之间,在冰雹云演变的发展、成熟和消散三个阶段中负地闪数远大于正地闪数,并且起着主导作用。冰雹云中心的冰相