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淄博市雷电灾害预报预警方法研究

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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 淄博市雷电灾害预报预警方法研究 作者:张秀青 陆苗 曾麒麟 来源:《现代农业科技》2018 年第 12 期 摘要 利用多普勒雷达资料、NCEP/NCAR 再分析资料及探空资料,分析淄博市雷电灾害的 预警预报方法。结果表明,35、40 dBZ 回波强度顶高分别突破-10、-15 ℃等温度高度层,对 雷电预警效果较好。雷电活动均发生在垂直累积液态含水量为 20~50 kg/m3 的区间,可将其 作为判断雷暴发生的充分条件,回波顶高>10 km 是预警雷电发生的一个较好的指标。本文归 纳出雷电预警流程,并选取 4 次强对流天气过程进行效果检验,发现该流程在雷暴天气中具有 较好的预警效果。 关键词 雷电灾害;预报预警;雷达;山东淄博 中图分类号 P456 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)12-0215-02 Abstract Using Doppler radar data,NCEP/NCAR reanalysis data and sounding data,the lightning disaster warning and forecasting method was analyzed in this paper. The results showed that,the echo top of 35,40 dBZ breakthrough temperature layer of -10,-15 ℃ had better lightning warning effect. Lightning activity occurred in the VIL of 20-50 kg/m3,which could be as sufficient conditions for the judgment of thunderstorms. The echo tops height greater than 10 km was a good indicator to lightning. This paper also concluded the lightning warning process and selected four strong convective weather process to test the effect,and found that the process had good warning effect in thunderstorm weather. Key words lightning disaster;warning and forecasting;radar;Zibo Shandong 雷暴是一种重要的灾害性天气,雷电会引起森林火灾、电信部门通讯中断、电网损坏、交 通运输中断、油气管道爆炸及人员伤亡事故等,对国家及人民的生命财产安全造成重大损失。 目前,许多发达国家建立了区域雷电监测预警业务,并开发出了多普勒天气雷达(WSR88D)监测产品进行雷电预警预报[1-3],提出了用雷达观测信息制作雷电短时预警的具体指 标。我国推广应用国外云物理模式及新一代天气雷达回波资料开发了基础雷电预警系统,但其 预警效果及兼容性仍存在一定局限性。目前,国内外对雷电灾害的研究越来越深入,国内各省 级气象台已经开展了雷电灾害的监测预警工作。基于天气雷达的雷电临*预报预警工作,许多 学者己做了大量的研究,并取得诸多有意义的结果[4-7]。 淄博市地形复杂,南部山区,中部丘陵,北部*原,呈南高北低之势。强对流天气受地形 影响,其发生具有特殊性,雷电预警指标也与其他地市有所不同。本文结合淄博市实际强对流 天气特征,对比分析雷暴天气的雷达回波和闪电活动的相关特性,以期寻找适合淄博市的雷电 预警指标。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1 资料与方法 1.1 资料来源 本文选取为 2014 年和 2015 年 5—8 月淄博市 24 次降水过程中的单体个例,1 个雷达观测 时间间隔中出现的单体为 1 个单体,雷达观测时间间隔为 5~6 min,24 次过程共有 28 个单 体,其中雷暴单体(发生闪电的单体)10 个和非雷暴单体(未发生闪电的单体)18 个(表 1)。 1.2 研究方法 通过分析雷达回波物理量参数与雷电活动区对应关系,将预警情况分为以下 3 类。A:预 警有雷暴,实况有雷暴;B:预警有雷暴,实况无雷暴;C:预警无雷暴,实况有雷暴。 成功预警率(POD)表示在实况观测中,雷电预警成功的百分比,数值越大越接*成功预 警;预警误报率(FAR)表示在雷电预警中误报的百分比,数值越小越接*成功预警,其计算 公式如下: 2 结果与分析 2.1 闪电与回波强度的关系 本文依据淄博地区的地理位置和气候特征,将雷达数据插值得到各个等高面位置,高度为 1~19 km,间隔 1 km,读取济南探空站 T-logP 图中特征等温度高度。比较各层回波高度与特 征等温度高度层,然后根据闪电定位资料地闪发生时间和位置统计预警效果,从中提取一个最 好的指标。 通过分析 28 个单体的不同雷达回波强度高度达到 -10、-15、-20 ℃等温度高度层的比例 (图 1),可以看出突破 -10、-15、-20 ℃等温度高度层的单体回波强度均-10 ℃等温度高度 层,非雷暴单体与雷暴单体随雷达回波的增强,突破-10 ℃的比例均逐渐减少。在 35 dBZ 回波 强度处雷暴单体和非雷暴单体之间的差异才最为明显。对于-15 ℃等温度高度层,25 dBZ 雷暴 单体顶高均能突破该层。30、35、40 dBZ 雷暴单体能突破-15 ℃等温度高度层的比例逐渐减 少,二者较大的区别在 40 dBZ,突破该层的非雷暴单体数量为 0,但雷暴单体数量达 15%。20 ℃等温度高度层趋势与前 2 层一致,雷暴单体与非雷暴单体随回波强度增大,突破该层的



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