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基于南京地区雷达资料的雷电识别指标初探

李芳  黄兴友  王振会  冯民学  焦雪  
【摘要】:雷电是发生于自然大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射的灾害性天气现象,其危害不仅仅体现在直击时由于强电流等造成的损失,更重要的是其产生的感应场和辐射场所带来的影响,闪电灾害在上世纪末已经被联合国列为"最严重的十种自然灾害之一"。南京地处南北气候的交汇带,长江横贯其中,复杂的地形形成了南京雷暴多发的特点,南京年均(1961-2006年)雷暴日32天,属多雷区,仅次于年均雷暴33~34天的苏南太湖周边和苏北盱眙地区,是全国防雷减灾工作的重点城市。研究得出:雷暴云中要发生强起电过程,使电荷发生分离必须存在足够数量和大小的冰相粒子,因为粒子直径大,所以反射率强,以及足以使这些粒子上升到一定高度的上升气流。这在实际的雷达观测中必然反映为较强的回波上升到一定高度之上。不同地区因地理环境、天气条件等因素的不同,闪电活动的特征也有很大的差别,相应的雷电识别指标也有所不同。本文利用多普勒天气雷达资料,结合探空、闪电定位仪资料,通过对9个不同识别指标的对比分析,并用南京2008年4月8日、5月27日的雷达体扫资料和以雷达为中心、240km内的闪电定位仪资料对识别指标进行叠加检验,得到南京地区这两次雷暴天气过程的雷电识别最佳指标为:40dBz回波达到-10℃层结高度,回波水平梯度≥4dBz/km。检验过程中还发现,该指标识别负云地闪效果明显好于正云地闪。关于回波水平梯度的阈值,文中仅是从一次识别效果好的个例中得到的结论,还需要进一步的验证。因为不同季节的对流程度会不同,所以其雷电预警指标也不同。文中所用两个天气过程分别是08年4月8日和5月27日,前者基本属初春,后者已到春末夏初季节,季节变化会导致这两个过程存在类比性差别。本文所用的雷达识别预警指标是对雷电临近预报的一个尝试和验证,虽然效果不错,但识别准确性的提高依赖于对雷暴内动力、微物理和起电放电过程以及它们之间的相关性的充分认识,用雷达资料进行高可靠性的雷电识别和预警还值得进一步的探索和研究。

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