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灾害性天气中的地闪特征

高原气象 1995年第1期14卷 39-46页

作者：葛正谟郭昌明言穆弘孟青中国科学院兰州高原大气物理研究所中国气象科学院

１９８９和１９９０两年，北京地区共发生地闪８４８１９次，正闪１２９６１次，正闪比例占１５．２８％；而１９９１年发生地闪６６１２３次，正闪１７３０１次，正闪比例占２６．１６％，超出前两年１０％。资料表明，１９９１年地闪... 详细信息

１９８９和１９９０两年，北京地区共发生地闪８４８１９次，正闪１２９６１次，正闪比例占１５．２８％；而１９９１年发生地闪６６１２３次，正闪１７３０１次，正闪比例占２６．１６％，超出前两年１０％。资料表明，１９９１年地闪的日分布与前两年有显著的不同，表现为１８时最大，０８时最小，０４时还存在一个次极大；其分布类似于甘肃地区地闪分布，但在其它参数方面也还有一些不同。本文还分析了１９９１年７月１１日的一次冰雹天气过程。资料表明，冰雹云中地闪并不发生在最强回波区，而是在强回波区附近。随着云体的减弱，地闪逐渐向云砧部分转移。在云体中正负地闪分布成集团状。冰雹云发展旺盛期正闪数大于负闪数。在整个云体发展期间地闪随时间的分布不同于无降雹的中尺度系统。在降雹时，平均正闪强度达到极大。

关键词：冰雹地闪特征灾害性天气

基于不间断闪电波形采集的一次皖北雷暴负地闪特征观测

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高原气象 2015年第3期34卷 850-862页

作者：许维伟李在光祝宝友马明中国科学技术大学地球空间科学学院合肥230026

利用具有不间断信号记录能力系统记录的闪电波形资料,借助人工识别判定各次地闪的回击过程,研究了2012年7月9日发生在安徽淮北地区一次夏季雷暴过程的连续负地闪活动特征。该次雷暴3141次负地闪中,单回击地闪占15.5%,最大回击次数为18次... 详细信息

利用具有不间断信号记录能力系统记录的闪电波形资料,借助人工识别判定各次地闪的回击过程,研究了2012年7月9日发生在安徽淮北地区一次夏季雷暴过程的连续负地闪活动特征。该次雷暴3141次负地闪中,单回击地闪占15.5%,最大回击次数为18次,每次地闪平均回击次数为4.2次;在整个雷暴期间,单回击地闪比例和每次地闪平均回击次数存在显著的大小变化。负地闪过程平均持续时间为363.7 ms,相邻回击间隔时间的几何平均为75.3 ms,雷暴成熟期的回击间隔明显小于其它阶段。总体上后继回击强度远弱于首次回击,10031例后继回击与首次回击峰值强度之比几何平均为0.49,但是强于首次回击的后继回击过程并不罕见,34.8%的多回击地闪至少有一次后继回击强度大于首次回击,全部后继回击中有19.7%的强度超过首次回击。后继回击强度和回击间隔呈明显的随回击序号的系统性变化特征。约有38.6%的负地闪伴随可辨的双极性脉冲活动,该脉冲活动与首次回击之间的时间间隔几何平均为23.2 ms。

关键词：地闪特征回击次数回击间隔初始击穿不间断采集系统

060814山西省局地大暴雨的地闪特征分析

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高原气象 2008年第4期27卷 873-880页

作者：苗爱梅贾利冬郭媛媛李智才山西省气象台山西太原030006 山西省气象局山西太原030002 山西省阳泉市气象台山西阳泉045000

利用闪电定位每分钟的实测资料和加密雨量站每分钟的雨量资料，对山西省2006年8月13～14日副热带高压东退南压过程中，产生的局地大暴雨过程的地闪特征进行了分析。结果表明：对流风暴中，负地闪出现在强度达40dBz且与径向速度图的逆风... 详细信息

利用闪电定位每分钟的实测资料和加密雨量站每分钟的雨量资料，对山西省2006年8月13～14日副热带高压东退南压过程中，产生的局地大暴雨过程的地闪特征进行了分析。结果表明：对流风暴中，负地闪出现在强度达40dBz且与径向速度图的逆风区或附近正速度的大值区相重叠的区域内，正地闪出现在强度达30dBz风暴后部的正速度小值区；混合性降水云系中，地闪出现在500 hPa 5880gpm与5840gpm等高线所包嗣区域内的辐合带或逆风区，且正地闪靠近5840线一侧，负地闪靠近5880线一侧。局地地闪频数与雨强随时间的变化有很好的相关性，负地闪的出现及其频数的增加意味着影响该地区的对流风暴正在发展并向本地移来，地闪频数峰值的出现表示雨强峰值的迅速到来，正地闪的出现表示该对流风暴对本地区的影响即将结束。利用地闪频数峰值准确地预报强对流风暴产生的局地强降水只有30～45min的提前量，而对于混合性强降水的预报则可有1～2h的提前量；逆风区的水平尺度、垂直厚度、逆风区附近的正、负速度差值直接影响风暴降水的范围、强度和持续时间。

关键词：山西省大暴雨地闪特征

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云南两次中尺度对流雷暴系统演变和地闪特征

应用气象学报 2013年第2期24卷 207-218页

作者：张腾飞尹丽云张杰谢屹然朱莉云南省气象台昆明650034 云南省气象信息中心昆明650034

在利用NCEP/NCAR再分析资料诊断分析2010年9月21—23日中尺度对流雷暴系统形成的环流背景基础上,通过云南省闪电定位系统地闪监测资料和FY-2E卫星云图资料的同步叠加,分析两个中尺度雷暴系统的演变和地闪特征。结果表明:台风凡亚比(1011... 详细信息

在利用NCEP/NCAR再分析资料诊断分析2010年9月21—23日中尺度对流雷暴系统形成的环流背景基础上,通过云南省闪电定位系统地闪监测资料和FY-2E卫星云图资料的同步叠加,分析两个中尺度雷暴系统的演变和地闪特征。结果表明:台风凡亚比(1011)西行减弱的热带低压为中尺度对流雷暴系统提供有利的暖湿和抬升动力环流背景,促使中尺度弧状对流云带、中尺度雷暴云团和中尺度对流复合体生成和发展。雷暴云团结构和地闪活动空间分布不均匀并随时间变化,且正、负地闪频数与云顶亮温(TBB)相关,当TBB降低和等值线密度变大,雷暴云团发展,低TBB中心偏于云团的前部云区,负地闪频数剧增;当TBB达最低值时,雷暴云团成熟,负地闪频数达峰值,正地闪出现;当TBB升高且等值线密度变小时,雷暴云团减弱,低TBB中心靠近云团中心,负地闪频数迅速减小,正地闪频数达到峰值;密集的负地闪出现在雷暴云团前部大的TBB梯度区和TBB不大于-56℃的低值中心附近,正地闪分散在TBB不大于-56℃的低值中心附近,偏于负地闪区域后部发生。

关键词：云南中尺度对流雷暴系统地闪特征

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浙江和甘肃两地区地闪特征的初步对比分析

高原气象 2009年第3期28卷 669-674页

作者：刘岩王振会康凤琴张慧良肖稳安李照荣江苏省气象灾害重点实验室(南京信息工程大学) 江苏南京210044 南京信息工程大学遥感学院江苏南京210044 甘肃省气象局甘肃兰州730020 浙江省防雷中心浙江杭州310017

利用浙江和甘肃两地区地闪活动的闪电定位资料,对两地地闪的时间变化规律和强度分布及其差异进行了对比研究。结果表明,两地闪电活动的月变化、日变化以及强度分布差异较大,浙江地区正地闪占总地闪的比例及夜间地闪所占的比例均小于甘... 详细信息

利用浙江和甘肃两地区地闪活动的闪电定位资料,对两地地闪的时间变化规律和强度分布及其差异进行了对比研究。结果表明,两地闪电活动的月变化、日变化以及强度分布差异较大,浙江地区正地闪占总地闪的比例及夜间地闪所占的比例均小于甘肃地区,浙江地区地闪频数在6~8月较多,甘肃地区地闪频数在7~9月较多,浙江地区地闪日变化中总地闪达到峰值的时间比甘肃地区要早,而正地闪达到峰值的时间较为一致;最后,将地闪活动与大气不稳定因子（CAPE）结合讨论,对比分析发现夏季杭州附近的CAPE平均值比兰州附近的大,但地闪活动频数对CAPE变化的敏感性要比兰州附近的小。而造成两地地闪活动差异的原因可能与两地不同的地理条件及雷暴产生系统有关。

关键词：浙江和甘肃地区地闪特征对流有效位能(CAPE)

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一次局地暴雨的地闪特征及其与强降水的关系

气象科技 2015年第5期43卷 911-917页

作者：苟阿宁王晓玲龙利民刘希文牛奔武汉中心气象台武汉430074

利用闪电定位仪每分钟实测资料、加密自动站逐分钟雨量和卫星云图云顶亮温TBB资料，对2013年4月29日西南涡东移过程中MCS产生的局地暴雨地闪特征进行了分析。结果表明：这次过程产生了大量地闪活动，且地闪主要出现在西南涡东侧500hPa... 详细信息

利用闪电定位仪每分钟实测资料、加密自动站逐分钟雨量和卫星云图云顶亮温TBB资料，对2013年4月29日西南涡东移过程中MCS产生的局地暴雨地闪特征进行了分析。结果表明：这次过程产生了大量地闪活动，且地闪主要出现在西南涡东侧500hPa槽前辐合上升运动区、700hPa暖切南侧850hPa暖切北部的辐合带、TBB小于等于220K区域南侧TBB水平梯度大值区的叠置区。整个过程负闪占主导地位，强降水发生在负闪密集区；MCS生命史不同阶段的正负闪频数、密集程度和分布位置是不同的。进一步分析发现单站地闪频数与TBB和强降水在时空变化上有一定的相关性，地闪频数和TBB表现为负相关，即TBB下降到最低值时，地闪频数则到达峰值；逐时地闪频数和雨强均呈单峰分布，负闪频数和强降水发展演变趋势一致，负闪峰值和最大雨峰时刻对应，正闪或和最大雨峰一致或略滞后，正负闪和雨峰的6min演变趋势呈多峰分布，负闪初现12～18min后出现降水，负闪突增较强降水有18～24min的提前量。此个例显示MCS将朝向移动路径前侧的负闪密集区域移动，负闪密集区对局地强降水的落区和强度有较好的指示意义。

关键词：局地暴雨 TBB 地闪特征

070729特大暴雨的地闪特征与降水相关分析

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气象 2008年第6期34卷 74-80,I0001页

作者：苗爱梅贾利冬吴蓁张娄平山西省气象台山西太原030006 山西省气象局河南省气象台山西省垣曲县气象局太原030006

利用闪电定位每分钟的实测资料、加密雨量站每分钟的雨量资料,以及卫星云图资料,对2007年7月29—30日,山西南部产生的特大暴雨的地闪特征进行了综合分析。发现:地闪出现在500hPa的5840gpm与5880gpm之间、TBB≤-43℃的区域内;低空急流左... 详细信息

利用闪电定位每分钟的实测资料、加密雨量站每分钟的雨量资料,以及卫星云图资料,对2007年7月29—30日,山西南部产生的特大暴雨的地闪特征进行了综合分析。发现:地闪出现在500hPa的5840gpm与5880gpm之间、TBB≤-43℃的区域内;低空急流左侧3个经距、700hPa暖切变南侧2～3个纬距所围区域与TBB≤-63℃的区域或云团南部TBB水平梯度的大值区相叠合的区域是地闪的高频数区和密集区,该区域与暴雨落区有较好的对应关系;3个中-β尺度对流云团和1个MCC是导致特大暴雨产生的主要对流系统。分析结果表明:两个中尺度云团合并的时刻是闪电频次更高的时刻,两个中尺度云团合并的地点是闪电频次更高更密集、降水更强的区域;利用单站每分钟的地闪累积数以及与加密雨量站每分钟雨量的关系,可以识别中-γ尺度对流系统,遥测小尺度强降水,提前35～40分钟预测雨强峰值的到来;只有在有利的高低层系统配置下,局地地闪频数与雨强随时间的变化才有很好的相关性。

关键词：特大暴雨地闪特征相关分析

云南4次热带系统影响强对流风暴卫星云图和地闪特征

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气象科学 2019年第4期39卷 502-514页

作者：张杰张腾飞云南省气象信息中心昆明650034 云南省人工影响天气中心昆明650034

利用NCEP再分析气象资料及FY-2E卫星云图、地闪、地面自动站和气象灾情等资料对热带系统影响下的4类强对流风暴卫星云图特征和地闪演变规律进行分析。结果表明:西移北抬的赤道辐合带、副高、热带低压等热带系统外围偏东、西南和东北气... 详细信息

利用NCEP再分析气象资料及FY-2E卫星云图、地闪、地面自动站和气象灾情等资料对热带系统影响下的4类强对流风暴卫星云图特征和地闪演变规律进行分析。结果表明:西移北抬的赤道辐合带、副高、热带低压等热带系统外围偏东、西南和东北气流为强对流风暴发生发展提供有利环流背景及充足水汽和较高的对流有效位能,800 hPa中尺度辐合线及风随高度顺转和高层反气旋低层气旋的垂直流场结构为强对流风暴提供动力条件;在高能高湿环境条件下,由于辐合抬升作用,对流单体生成、不断长大、有规律排列、相互合并发展成不同大小和形状的单单体风暴、多单体风暴、飑线、MCC,结构密实和不均匀,伴随激烈地闪的同时产生冰雹大风和短时强降水等强对流天气;4种类型强对流风暴云顶亮温与总、负、正闪频数随时间演变规律基本一致,正、负地闪活跃程度能表征强对流风暴发展演变状况,与云顶亮温之间存在较好的相关关系,总(负)地闪频数演变趋势与云顶亮温演变趋势相反。

关键词：强对流风暴热带系统卫星云图特征地闪特征演变

基于精确回击计数方法的两次雷暴地闪特征研究

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基于精确回击计数方法的两次雷暴地闪特征研究

作者：许维伟中国科学技术大学

学位级别：硕士

本文利用闪电VLF/LF电磁场波形不间断采集系统,通过程序预判结合“人工精确识别回击”方法,对发生在2012年7月9日和8月19日的两次安徽地区夏季雷暴地闪资料进行分析,通过多站到达时间差定位及磁场方位角信息提高数据准确性,报道了两次... 详细信息

本文利用闪电VLF/LF电磁场波形不间断采集系统,通过程序预判结合“人工精确识别回击”方法,对发生在2012年7月9日和8月19日的两次安徽地区夏季雷暴地闪资料进行分析,通过多站到达时间差定位及磁场方位角信息提高数据准确性,报道了两次雷暴中正、负地闪的特征参数,并研究了这些参数随雷暴生命发展的变化趋势。本文所用观测方法既具备人工识别方法的精确性,又具备站网观测方法的抽样连续性,是闪电特征研究的有利工具。本研究取得的一些新的结果总结如下：(1)对两次雷暴负地闪基本特征进行统计,发现不同类型雷暴地闪特征具有普遍性与多样性。雷暴0709为锋面系统雷暴过程,雷暴0819为局地雷暴过程,两次雷暴在负地闪百分比(92.6%～86.6%)、平均回击间隔时间(75.3ms～61.8ms)、后继回击与首次回击强度比值(0.49～0.52)、回击归一化强度(5.0V/m～5.2V/m)、初始击穿过程持续时间和脉冲间隔等特征上较为一致,充分反映了安徽地区夏季雷暴的一些共有特性。但两次雷暴仍有一些地闪特征具有一定差异,例如雷暴0709单回击地闪概率(15.5%)仅为雷暴0819(30.6%)的一半左右,导致雷暴0709负地闪平均回击次数4.2次略大于雷暴0819(3.3次);雷暴0709的负地闪过程持续时间(363.7ms)略大于雷暴0819(269.6ms),地闪平均回击次数是影响地闪过程持续时间的一个重要参量;雷暴0709的PB/RS值(0.25)略大于雷暴0819(0.14),且PB/R.S值小于0.1的概率分别为14.9%和38.9%,从侧面反映了本文所用系统在不同距离情况下对微弱脉冲的采集效率差别。因此在研究雷暴地闪特征时,必须综合不同雷暴日的不同类型雷暴,对雷暴整个生命期进行大样本连续统计,才能够得到较为准确的特征信息。(2)通过对两次雷暴连续记录数据的分析,发现有些雷暴特征会随雷暴生命发展产生规律性变化。两次雷暴过程在成熟期负地闪频数均存在突增现象,雷暴0709消散期正地闪频数出现突增;负地闪回击数在两次雷暴生命史中均存在明显的涨落变化,雷暴0709不同生命期的平均回击次数在3.0～5.3次之间变化,雷暴0819则在1.9～4.1次之间变化;平均回击次数对单回击地闪比例非常敏感,二者基本呈负相关关系;在整个雷暴生命史中,负地闪过程持续时间存在较大的波动,其变化趋势与平均回击次数随雷暴发展变化趋势一致,说明回击次数是影响负地闪过程持续时间的一个重要因素;雷暴不同生命期负地闪平均回击间隔存在阶梯性变化趋势,成熟期的平均回击间隔最小,雷暴不同发展阶段平均回击间隔易受雷暴放电强弱的影响,导致闪电回击间隔时间差别较大。因此要得到较为客观的闪电回击特征必须综合考虑整个雷暴过程。(3)负地闪回击间隔时间随回击序号的增大而增大,随回击次数的增大而减小。两次雷暴负地闪回击间隔概率分布十分一致,基本呈对数正态分布,回击间隔主要集中在40～120ms之间,概率最大值均为60ms;两次雷暴过程负地闪回击间隔均随回击序号的增大而增大,且回击间隔大于100ms的比例也随之升高,即随着回击序号的上升,长回击间隔出现的概率也随之升高;对具有不同回击次数的负地闪分别分析其回击间隔与回击序号的关系,得到与总体分析方法相同的结果。事实上由于后继回击中和电荷实际由K过程从更远端云内通道末端搬运而来,显然云内电荷环境会制约后继回击的发生,即影响之前的回击间隔时间;两次雷暴中负地闪回击间隔与回击次数具有较好的单调递减趋势,即一次负地闪过程包含的回击次数越多,其平均回击间隔越小,可以从引发一次地闪过程的云内总电荷量及通道导电性两方面进行综合分析。(4)利用两种不同方法对负地闪回击强度进行分析,发现负地闪回击强度与回击序号之间具有一定的系统性变化趋势,具体表现为回击强度随回击序号的增大而不断减小,首次回击强度随负地闪回击次数的增大而不断增大。两次雷暴后继回击与首次回击强度比值(Es/EF)基本呈对数正态分布;Es/EF值随回击序号的增加而呈现系统性减小趋势,就统计意义而言,随着回击序号的增加,后继回击强度越来越弱;总体而言首次回击强度远大于后继回击,但是在闪电过程中与首次回击强度相当或超过首次回击的后继回击并不罕见;将两次雷暴负地闪回击强度归一化至100km处,发现单回击负地闪回击强度弱于多回击负地闪的首次回击强度,且首次回击强度随回击次数的增大而增大;对相邻两次回击的相对强弱与回击间隔关系进行讨论,当回击间隔小于50ms时,前后回击对以“前强后弱”的组合为主,当回击间隔大于150ms时,前后回击对以“前弱后强”的组合为主;分析认为回击通道的导电性对云内电荷累积过程的影响是造成这一现象的原因,较长的回击间隔使通道导电性减弱,允许云内电荷有更长的累积时间

关键词：地闪特征回击次数回击间隔回击强度初始击穿不间断采集系统