郑州雷电发生环境场特征和潜势预报.pdfVIP

S13 分会场 郑州雷电发生的环境场特征和潜势预报 1 1 2 2 3 4 张霞 王新敏 王全周 范学锋 刘和平 王玉岗 （1.河南省气象台，郑州 450003；2. 河南省气象局；3. 河南省气候中心；4. 河南省荥阳市气象局） 摘要 利用郑州探空资料和雷暴人工观测资料，对郑州市的雷电天气特征进行分析，发现：一年中郑州的雷暴 日主要出现在6-8 月的夏季，约占全年总雷暴日数的77.7%，以7 月为最多，占夏季6-8 月总日数的45.4%， 而占全年总日数的 35.2%。全雷暴日变化明显，只有较少的雷暴出现在上午时段，大部分雷暴始于午后，以 14 时后出现的较多。据统计，有90%以上的雷暴天气同时伴有降雨、短时大风、冰雹等强对流天气。根据以 上特征，选取2004-2007 年6-8 月郑州探空站每日08 时的探空资料和郑州地区雷暴观测资料进行研究。计算 了多个表征大气不稳定度、热力条件、动力条件的环境参数，主要包括：大气排熵指数、强天气威胁指数(Sweat 指数)、水平螺旋度、风的垂直切变、低空假相当位温、K 指数、抬升指数、对流稳定度指数等。经对上述参 数与未来12-24 小时郑州雷暴的相关分析，选取相关性较好的5 个参数分别是Sweat 指数、低空θ 、K 指数、 se 最有利抬升指数、对流稳定度指数，选取合适阈值对其进行0，1 化处理，分别探讨了单个环境参数和多个环 境参数组合与郑州雷电天气之间的相关性。结果表明：（1）单个环境参数在一定的取值范围内与雷电活动具 有相关性，但不能完全反映雷电活动特征；（2）多参数综合可在一定程度上反映雷电活动的特征，雷电活动 出现的几率随着有利环境参数的个数增多而显著增大。应用多元线性回归方法建立了郑州雷电概率潜势预报 方程，方程通过了α=0.05 的显著性水平检验。本方法于2008 年6 月起进行业务试运行，每日采用08 时和 20 时探空资料进行郑州单站的雷电概率预报，取预报概率≥60%为未来 12-24h 内有雷电，低于60%的为预报 时段内无雷电。应用情况表明2008 年6-9 月间，雷电TS 评分达到61%，雷电有无预报评分达90%，可见，该 方法对于郑州单站的雷电活动具有较好的预报能力，可以实现雷暴预报的客观化、定量化、自动化，同时， 可以充分利用郑州加密探空资料来提升该方法的使用效果。 关键词：雷电特征 环境参数 潜势预报 引言 郑州市是河南省政治、经济、文化中心，地处中原腹地，北临黄河，西依嵩山，东南为 广阔的黄淮平原，陇海、京广铁路在这里交汇，是全国重要的交通、通讯枢纽，全市总面积 资助项目：河南省气象局“河南省雷电潜势预报系统及预警技术研究”（Z200703）课题资助； 本文已发表在《气象》2010，36(6)：95-100 1 7446.2 平方公里，总人口716 万人。随着城市的快速发展，高层建筑、电子通讯设备日益增 多，因雷电灾害引起的火灾及电子、通讯设备遭到破坏的事故逐年增加，雷电灾害导致人员 伤亡事故也时有发生，郑州市的防雷减灾任务十分艰巨。每年汛期（6～8 月）是该市雷电活 动的频发期，而一直以来，对于雷电活动的预报仅局限于预报员的主观考虑，缺乏客观、定 量的预报方法支持。为此，本文利用郑州市探空资料和雷暴观测资料对郑州雷电活动的气候 特征、环境场参数与雷电活动的相关性等进行分析研究，并建立雷电潜势预报方法，其目的 是为预报员制作雷电预报提供一个客观定量的参考依据。 国内一些学者对于雷电的时空分布特征及致灾雷电天气过程进行了研究和分析【1-4】，指出 东南近海区域是我国闪电活动最频繁的地区，并向西北地区逐渐减弱，我国闪电活动主要集 中在夏季，且闪电活动绝大多数发生在午后至傍晚时分。雷电产生于有利于对流天气的大尺 度天气形势背景下，往往有强降水、雷雨大风、冰雹等强对流天气伴随。气象工作者从研究 [5-6] [7] 雷电活动与大气不稳