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苏州市雷电灾害致灾因子危险性区域差异研究

气象科技进展 2023年第5期13卷 62-66页

作者：徐沈王金虎王宇豪周纬昕许俊辉南通气象科技有限公司南通226001 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 南京信大安全应急管理研究院南京210044

近年来,苏州市雷电灾害频发,对苏州市雷电灾害的风险区域差异化分级可为雷电灾害防御提供参考。基于2016—2020年苏州市三维闪电定位系统资料、高程数据(DEM)和土壤电导率数据进行归一化处理形成1 km×1 km的栅格数据,选取地闪密度、地... 详细信息

近年来,苏州市雷电灾害频发,对苏州市雷电灾害的风险区域差异化分级可为雷电灾害防御提供参考。基于2016—2020年苏州市三维闪电定位系统资料、高程数据(DEM)和土壤电导率数据进行归一化处理形成1 km×1 km的栅格数据,选取地闪密度、地闪强度、土壤电导率、海拔高度、地形起伏度5个指标分析苏州市雷电灾害致灾因子危险性,基于标准差分级法对致灾因子危险性结果进行风险区域等级划分。结果表明:高危险集中在常熟市的东北部,太仓市西北部;次高危险分布在虎丘区东部、吴中区东部和南部;中等危险分布于姑苏区北部;次低和低危险集中在昆山市和吴江区东部以及太湖地区(吴中区西部)。

关键词：苏州市雷电灾害致灾因子危险性区域差异

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闪电活动与强对流参量的相关性分析

闪电活动与强对流参量的相关性分析

第28届中国气象学会年会

作者：冯桂力王庆华胡先锋山东省雷电防护技术中心临沂市气象台

近年来为了减少局地灾害性强对流天气造成的损失,人们通过各种物理量对强对流天气的预报做了大量的研究工作,并取得较好的预报效果。既然对流参量对强对流天气具有较好的预报指示意义,那么对闪电活动有无预报指示意义呢?本文为了研究闪... 详细信息

近年来为了减少局地灾害性强对流天气造成的损失,人们通过各种物理量对强对流天气的预报做了大量的研究工作,并取得较好的预报效果。既然对流参量对强对流天气具有较好的预报指示意义,那么对闪电活动有无预报指示意义呢?本文为了研究闪电活动与对流参量之间的关系,我们选取了平衡层温度(TEL)、K指数(K)、抬升指数(LI)、雷暴云物理参数(CPTP,为无量纲参量)和地面至600hPa的风切变(WS)等几个主要用于强对流天气分析的对流参量,配合实时观测的闪电资料对闪电活动与强对流参量之间关系进行统计分析,以期寻找影响雷电活动的主要物理参量,试图建立有无雷电或雷电强弱的统计回归关系,为雷电活动的潜势预报提供理论依据。首先根据MM5模式提供各层温、压、湿、风资料,计算得出每个格点逐小时雷暴云物理参量、K指数、抬升指数LI、地面至600hPa的风切变、平衡层温度等对流参量。其次计算每个格点的逐小时的地闪次数FD,最后进行统计分析。共选取了2005～2007年中发生闪电比较多的42个雷暴日进行了统计分析,初步得到以下结果:①73.8%的闪电活动区的CPTP值大于等于1.0。②可得出76.4%的闪电活动区的平衡层温度低于-25℃。81.0%的闪电活动区的平衡层温度低于-20℃。③76.0%的闪电活动区的LI低于-1.0℃。④可得出77.5%的闪电活动区的K指数大于35℃。⑤68%的闪电活动区的风垂直切变大于7.5E-4s-1。说明CPTP≥1.0;LI≤-1.0℃;TEL≤-20℃;K≥35℃对闪电活动区域有很好的指示意义,然而四个判据划定的区域并非完全重合,统计表明,70%的闪电活动区同时满足下列条件:CPTP≥0.5;LI≤-0.5℃;TEL≤-20℃;K≥30℃,充分说明上述判据可以较好地预报闪电活动落区。

关键词：闪电活动对流参量预报

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气溶胶对雷暴起电过程影响的数值模拟研究

气溶胶对雷暴起电过程影响的数值模拟研究

第31届中国气象学会年会

作者：赵鹏国银燕肖辉南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室

利用耦合了详细气溶胶活化方案和起电参数化方案的WRF模式,研究了气溶胶对理想超级单体雷暴起电过程的影响。研究发现,不同气溶胶背景下,雷暴云的微物理过程和电过程差别十分明显。气溶胶增加使雪和霰粒子的增长率增加,云内冰相粒子数... 详细信息

利用耦合了详细气溶胶活化方案和起电参数化方案的WRF模式,研究了气溶胶对理想超级单体雷暴起电过程的影响。研究发现,不同气溶胶背景下,雷暴云的微物理过程和电过程差别十分明显。气溶胶增加使雪和霰粒子的增长率增加,云内冰相粒子数浓度增多。在污染个例中,由于较多的冰相粒子参与碰撞分离过程,使雷暴起电过程明显增强。气溶胶对电荷结构也有一定的影响,清洁个例中,电荷结构始终保持者偶极性的电荷结构,而在污染个例中,模拟初期到中期电荷结构为偶极性,在中后期,在主正电荷区之上出现了一个新的负电荷中心。通过分析气溶胶对雷暴微物理过程的影响可知,气溶胶增加使冻结层之上的液态水含量增加,导致淞附增长率增加,这就导致了该区域的霰粒子荷正电而冰晶粒子荷负电。总而言之,气溶胶浓度增加,不仅能够增强雷暴起电过程,还能通过增加高层液态水含量,使主正电荷区之上出现新的负电荷中心。

关键词： WRF模式气溶胶影响起电过程电荷结构

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基于大气电场资料的雷电临近预警研究

南京信息工程大学学报（自然科学版） 2016年第3期8卷 247-251页

作者：秦微张其林姜苏陈媛苏建峰南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044

通过分析深圳地区2012年6—9月17次雷暴过程的电场观测资料,并结合广东省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内(距测站10 km半径范围内),闪电发生前的电场幅值快速增加且伴随有快变抖动的现象,并且快变抖动和闪... 详细信息

通过分析深圳地区2012年6—9月17次雷暴过程的电场观测资料,并结合广东省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内(距测站10 km半径范围内),闪电发生前的电场幅值快速增加且伴随有快变抖动的现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现的情况下,电场达到一定阈值并维持一段时间后,防护区内发生闪电的可能性很大.因此根据大气电场的波形特征,提取出与闪电相关性较高的因子,利用多元回归技术建立一套预报方程,根据该预报方程得出最佳预警参数.结果表明:当大气电场阈值达到0.86 kV/m,且在10.73 min内电场能维持在阈值上,并伴随有电场的抖动时,在防护区内发生闪电的可能性很大,预警准确率达53%.

关键词：大气电场闪电定位多元回归临近预警

基于主成分分析法的雷电灾害易损性区划综合评价模型

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2016年第2期8卷 166-169页

作者：姜苏苏建峰陈媛秦微南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044

在研究区域雷电灾害易损性区划中,大多采用层次分析等方法来确定指标权重值,然而层次分析法在确定指标权重值时,人为主观因素较大,必然会给所建立的综合评估模型带来较大的误差.因此,利用主成分分析法,建立了雷电灾害易损性区划综合评... 详细信息

在研究区域雷电灾害易损性区划中,大多采用层次分析等方法来确定指标权重值,然而层次分析法在确定指标权重值时,人为主观因素较大,必然会给所建立的综合评估模型带来较大的误差.因此,利用主成分分析法,建立了雷电灾害易损性区划综合评价模型,从而很好地克服了层次分析等方法所带来的缺点,使得模型结果更接近于实际水平.利用海南省雷击大地密度、雷电灾害发生的频数、经济损失模数、生命易损模数以及人员伤亡频数等5个指标数据,采用所建立的雷电灾害易损性区划综合评价模型,对海南省雷电灾害易损性进行了实例分析.

关键词：易损性雷击大地密度人员伤亡频数方差贡献率主成分

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中高层放电地基观测研究

中高层放电地基观测研究

第三届高分辨率对地观测学术年会

作者：杨静郑江伟中国科学院大气物理研究所中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室(LAGEO) 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国科学院空间天气学国家重点实验室厦门市翔安区气象局

中高层大气放电是发生在雷暴云上方的一类高能量大空间尺度瞬态放电现象。为对我国大陆地区的中高层放电开展研究,我们利用自主集成的中高层放电微光观测系统,通过选取合适的观测地点开展野外观测实验,首次获得了我国大陆地区中高层放... 详细信息

中高层大气放电是发生在雷暴云上方的一类高能量大空间尺度瞬态放电现象。为对我国大陆地区的中高层放电开展研究,我们利用自主集成的中高层放电微光观测系统,通过选取合适的观测地点开展野外观测实验,首次获得了我国大陆地区中高层放电的观测事实,随后又首次报道了我国大陆地区巨大喷流放电事件,得到了中高层放电的形态统计特征,特别是对中高层放电中发生概率较少的巨大喷流放电事件进行了详细研究,得到了一些与其他工作者不同的研究结果。最后对中高层放电观测研究的未来发展趋势及其应用进行了探讨。

关键词：中高层放电雷暴雷电闪电定位网

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中高层大气放电观测实验及结果

中高层大气放电观测实验及结果

第31届中国气象学会年会

作者：杨静中国科学院大气物理研究所中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室（LAGEO）中国科学院空间天气学国家重点实验室南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

中高层大气放电事件是发生在雷暴云上方的一类高能量大空间尺度瞬态放电现象。为对我国大陆地区的中高层放电事件开展研究,我们利用自主集成的中高层放电微光观测系统,选取合适的观测地点开展夏季野外观测实验,首次获得了我国大陆地区... 详细信息

中高层大气放电事件是发生在雷暴云上方的一类高能量大空间尺度瞬态放电现象。为对我国大陆地区的中高层放电事件开展研究,我们利用自主集成的中高层放电微光观测系统,选取合适的观测地点开展夏季野外观测实验,首次获得了我国大陆地区中高层放电的观测数据,随后又首次报道了我国大陆地区巨大喷流放电事件,得到了一些与其他工作者不同的研究结果。最后对中高层放电观测研究的未来发展趋势及其应用进行了探讨。

关键词：中高层放电雷暴雷电闪电定位网

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建筑物上侧击雷的数值模拟

建筑物上侧击雷的数值模拟

第33届中国气象学会年会

作者：张鑫谭涌波南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室

受电场畸变影响,闪电可能击中建筑物顶面、边缘、拐角处,而相关观测结果显示闪电也能够击中建筑物的侧面。目前针对建筑物侧击雷的雷电防护技术薄弱,侧击雷形成的巨大冲击波与强电磁辐射,对建筑物和人类的安全造成了极大的威胁。而由于... 详细信息

受电场畸变影响,闪电可能击中建筑物顶面、边缘、拐角处,而相关观测结果显示闪电也能够击中建筑物的侧面。目前针对建筑物侧击雷的雷电防护技术薄弱,侧击雷形成的巨大冲击波与强电磁辐射,对建筑物和人类的安全造成了极大的威胁。而由于观测手段的限制,现阶段还无法深入了解侧击雷的表现形式及其内在物理机理,因此有必要利用模式进行理论研究。本文基于三维闪电放电随机模式,设置模拟域为500m×500m×500m,将闪电先导发展起始点固定在模拟域顶边界中心位置,进行闪电三维空间发展形态的模拟试验,通过改变雷暴强度和建筑物高度,分析闪击点的位置和建筑物尖端处电场值的变化特征,探讨建筑物上侧击雷发生的可能性和影响因素。结果显示:（1）闪电能够击中建筑物拐点、侧边、顶面、侧面以及地面。其中侧击雷出现的概率低,与实际观测结果相似。（2）侧击雷的发生与雷暴强度及建筑物高度密切相关。在建筑物尺寸不变的情况下,随着雷暴强度的减小,在下行负先导减小到‐8MV时,首次出现闪电击中建筑物侧面。侧击雷随着雷暴强度的减小呈递增趋势。在雷暴强度较弱时,随着建筑物的增高,侧击雷的出现呈递减趋势。

关键词：雷暴强度建筑物高度侧击雷

广州夏季地基微波辐射计红外传感器观云性能分析

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气象科技 2020年第1期48卷 40-45页

作者：潘赟王振会姜苏麟雷连发李青马丽娜南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶-云-降水重点实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 西安电子工程研究所西安710100

为进一步评估地基微波辐射计红外传感器的观云性能,收集了2017、2018两年5—7月布设在广州野外雷电实验基地的一台MWP967KV型地基微波辐射计红外传感器与一台K/LLX502B型激光测云仪观测的云底高度数据,并利用人工观测的天空状况、云状... 详细信息

为进一步评估地基微波辐射计红外传感器的观云性能,收集了2017、2018两年5—7月布设在广州野外雷电实验基地的一台MWP967KV型地基微波辐射计红外传感器与一台K/LLX502B型激光测云仪观测的云底高度数据,并利用人工观测的天空状况、云状数据进行分类,在不同云类、天空状况下对地基微波辐射计红外传感器云识别和观测云底高度的性能进行分析。结果表明:①地基微波辐射计红外传感器具有良好的云识别能力,准确率达80.4%,由于观测视角的原因,未能识别出有云存在主要发生在"多云"情况下。②地基微波辐射计红外传感器与激光测云仪所测云底高度相关系数为0.63,有着较好的一致性。③因为观测原理不同,地基微波辐射计红外传感器所测云底高度总是高于激光测云仪,且两部仪器在低云阴天时所测的云底高度一致性要优于中、高云多云。综上所述,地基微波辐射计红外传感器用来识别云、观测云底高度具有一定的可行性,尤其是在低云、"阴天"条件下,有着较好的观云性能。

关键词：云识别云底高度微波辐射计红外传感器激光测云仪