雷暴的观测与记录

2024-10-28

雷暴的观测与记录（共3篇）

雷暴的观测与记录篇1

雷暴是一种自然现象, 是发生在积雨云云中、云间或云地之间的放电现象, 表现为闪电并伴有雷声。雷暴发生时, 常伴随着大风、暴雨、冰雹等灾害性天气, 给人民生命财产造成巨大损失, 而这些现象在地面观测中又各有其观测和发报任务, 这就给雷暴的观测记录增加了复杂性, 极易造成顾此失彼、记录混乱[1,2]。因而准确的雷暴资料对探索当地雷暴活动规律、防灾减灾具有重要意义[3,4]。因此, 地面观测中, 雷暴的准确记录非常重要。笔者根据多年的观测经验, 探讨对雷暴观测和记录的一些看法, 旨在加深对雷暴的认识、提高记录的真实性。

1 正确判别雷暴系统

规范规定, 雷暴应从整体出发判别其系统, 记录其起止时间和开始、终止方向, 切记零乱记录[1]。其中比较难的是判断系统, 只要能抓住主要的雷暴系统进行观测记录, 就可避免零乱记录。

1.1 判别主导系统

一次雷暴过程往往有多个雷暴单体相继或同时发生。若想把多次雷暴都加以记录显然是不可能的, 也无此必要。观测员应根据雷暴过程的演变情况和雷暴的强弱, 判别出整个过程的主导系统, 并进行记录。这在实际工作中不好掌握, 可参考以下几点进行:一是要注意积雨云的来向和最先响雷的方向。在大的天气系统影响, 测站上空均为积雨云母体所笼罩, 会出现多个方向打雷的情况, 遇此情况, 观测员就要判断雷暴的主要部位和次要部位, 不要把所有方向上的雷暴都一一记录, 要分清主次, 记录主要部位雷暴的方位和出现时间。因为主要部位雷暴系统放电最强, 声音传播也最远, 因此在一般情况下, 最先听到的雷声很可能是主要系统 (不包括分散的积雨云的放电现象) , 必须从一开始放电就抓住进行记录, 等到满天积雨云、四处闻雷的时候就不至于无所适从。二是气团内的雷暴 (热雷暴) 常是孤立分散的, 如在当地生消, 观测记录并不困难, 只要按其发展变化追踪记录即可。

1.2 从整体出发判别系统

规范规定雷暴应从整体出发判别其系统。这里所说的整体笔者的体会是:只有一个雷暴单体时, 就是指这个单体而言;若是由几个雷暴单体组成一次雷暴天气过程, 这个过程就是一个整体。在实际工作中经常遇到持续3~4 h的雷暴, 这是由许多雷暴单体所组成的雷暴群。观测此类雷暴要从整个天气系统出发, 把雷暴记录和天气系统结合起来。记录时首先要了解造成此次天气过程的天气系统的移动路径, 注意力集中在和天气系统移动路径大致吻合的雷暴系统上, 至少大方向上不应产生矛盾。在此种情况下, 由于地形或其他因素的影响造成个别雷暴路径的变化可以不予考虑。

2 观察雷暴移动路径

观测实践表明, 雷暴有单体雷暴和群体雷暴之分, 群体雷暴往往是受大的天气系统如锋面、切变线、高空槽等影响而形成, 因此雷暴移动方向与系统所在方向或移动方向大体是一致的, 而单体雷暴的移动方向情况就较为复杂, 与山脉的走向、下垫面状况、气流的绕行等而有不同, 路径有“回头路”的;有走“之”字型的;有过天顶的;有原地不动的就地消失的, 尽管变化多端, 但只要紧紧抓住积雨云的母体移动方向, 就不难辨别雷暴的移动方向[2]。

2.1 一般情况雷暴的移动路径

系统性雷暴多随天气系统的移动而移动, 其路径基本上与系统的路径相吻合;热雷暴的移动方向大体上和500 h Pa等压面图上的气流方向一致。因为地处中纬度西风带中, 天气系统移动路径和500 h Pa图上的气流方向多偏西路径和西北路径, 因此雷暴移动方向大都是从西或西北方移来, 这是一般情况。若处在高压或低压的不同部位, 其气流方向也不同, 因此在观测中也有雷暴自西南等方向移来的, 只是为数较少。对一个站来说, 每次雷暴的移动路径大体上是一致的, 遇有移动路径特殊的记录最好仔细分析, 以寻找原因。

2.2 雷暴过顶情况

通过测站的雷暴系统都有过天顶的问题, 记录时要掌握好时机。“天顶”这个词是比较含糊的, 它不可能是一点, 需要有个范围, 但又不便作出硬性规定。笔者体会是还要结合系统来考虑:一个系统的雷暴不是接连不断, 而是跳跃式的。一次响雷 (源地就是闪电所在处) 距天顶的范围尚远 (比如说小于75°) , 可稍等一会再记过天顶, 但也要看具体情况, 如此种雷暴移动快而雷声稀, 等到下次响雷以移过天顶, 此种情况就得记天顶, 不然记录就不符合实际。

观测闪电和雷声之间的间隔秒数对辨别雷暴是否过天顶很有好处, 间隔秒数少于10 s, 雷暴一般就在天顶附近, 应记过天顶。有时在3 000 m以上的云层放电, 大于10 s也应记过天顶。

另外, 还可以根据降温、升压的缓急情况和风的变化作为判断雷暴是否过天顶的辅助手段, 处于雷暴的正下方, 降温最显著, 升压最明显, 风速达到最大值。

2.3 雷暴路径转折问题

雷暴在移动过程中有时会出现行径的转折, 遇此情况要分析原因, 如无误, 可照常记录。造成转折的原因主要有2个方面:一是地形的影响, 二是视觉的误差, 而雷暴系统在移动过程中的突然改向则是少见的。较弱的雷暴系统在遇河流 (江湖) 阻挡时不易越过, 往往顺河而下;遇山脉阻挡时, 常常顺着山脊移动, 或在山区里转游造成移动路径上的转折。当然此种情况是相对的, 较强的雷暴系统遇到较小的河流就越河而过了。由于记录的雷暴起止方位是以测站为圆心而并非雷暴的实际路径, 其间就有个视觉的误差 (这是许可的) 。如在测站西北方有一雷暴系统自北向南移动, 在记录时自然是从西北、经西、西南方, 当雷暴去远时就转到了南方, 这样就人为地在西南方造成了转折。

2.4 回头雷暴

雷暴在移动过程中也会出现转折, 称之为回头雷暴, 但实际中此种情况极为少见。有的站之所以记录有回头雷暴, 笔者认为有2个原因:一是因为雷暴系统多从同一方向以来, 稍不注意, 就会将一个接着一个移来的雷暴误认为是回头雷暴;二是雷暴系统遇山脉或河流有时会出现短时的停顿或小范围地打转, 也误认为是回头雷暴。反过来说, 若果真出现了回头雷暴的话, 还是要照实记载, 不过要确定, 仔细分析。

3 几种特殊雷暴

3.1 初雷暴

顾名思义:初雷暴是一年中第1次出现的雷暴。一般发生在3—5月, 因此时暖空气势力还不强, 故雷暴系统的势力也较弱, 稍不注意就会漏测, 一旦漏测就会使雷暴初期推迟10~15 d或30 d以上, 降低了初雷日历史资料和预报因子的使用价值, 故对初雷暴的观测特别重要, 以免漏测。

初雷暴多是由系统性天气造成的, 在春季当有锋面系统移来时就应在测站的主要雷暴方向上注意观测有无积雨云。这时的积雨云往往也不标准, 观测时除注意识别其云体外, 还可以从锋前云系和气温、湿度、气压、风力等要素的变化作为参考。如锋前有荚状云、碎云等云系;雷暴发生前几天气温偏高, 湿度也较大, 吹南风;雷暴临近时气压一直下降, 温度有段减小期, 风力也不大。知道了这些特征, 观测时对是否会产生雷暴就有个大概的估计。初雷一般是沉雷, 响声小, 观测时须格外留心, 站内其他工作人员也应该主动协助共同监视, 以免出现漏测。

3.2 夜雷暴

雷暴出现的时间多在下午, 夜间因云顶辐射冷却, 使云层内的温度层结构变得不稳定, 也可引起雷暴, 称为夜雷暴。夜雷暴多发生在盛夏, 是由强的天气系统引起的。由于天黑给云体的识别增加了困难, 使雷暴的观测记录失去了明显的依托条件, 这是夜间观测雷暴的不利方面;同时夜间闪电清楚, 很远就能看到, 这是有利的一面。雷暴系统少时, 观测记录只要追踪闪电就行了, 闪电的行径就是雷暴的行径;雷暴系统多时, 要判别主要系统。因为是系统性雷暴, 主要的雷暴方向同样适用, 还可以发挥夜间闪电清楚的优势;强的系统闪电范围大, 雷声也大, 声音大小受距离影响, 闪电范围大小距离影响很小, 因此可以根据闪电强弱判别系统的强弱, 从而记录主要的雷暴系统。

3.3 方向不明

雷暴方向不明有2种情况:一种响雷时正在屋内, 听到雷声出去观测时已无法判明方向。此种情况多发生在白天, 如果根据积雨云的分布状况和询问其他人能够判明雷暴所在方位, 可照常记录, 如果没有发报任务, 也可以先记录时间, 后辨明方向, 否则按方向不明处理。夜间因为闪电清楚, 一般在打雷之前就有闪电, 可以根据闪电所在方位确定雷暴方向。不管是白天黑夜, 雷暴方向不明大都是人为原因造成的, 只要加强连续观测就可以避免。另一种情况是到处响雷, 弄不清主要的雷暴系统, 此种情况应按多方闻雷处理。记录多方闻雷要和记录主要系统结合起来, 凡按照以上所说的能判明主要系统时, 就应以系统记录, 确实无法判明系统时才按多方闻雷处理。有一点应引起工作人员注意:在雷暴的地形分布上是山区多, 高大山区更多, 而目前内地台站多数在平原或丘陵地区, 激烈频繁的雷暴系统并不很多, 反映在记录上就不应该有很多的多方闻雷。这就要工作人员提高雷暴的观测能力, 在雷暴系统复杂时也能判别主要系统, 能以系统进行记录。

摘要：总结了正确判别雷暴系统及观察雷暴移动路径的方法, 并分析了几种特殊雷暴的观测和记录, 以期为雷暴的观测提供参考。

关键词：雷暴,观测,移动路径,记录

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[S].北京:气象出版社, 2003.

[2]冯明燕, 唐红忠, 邓琣.浅谈雷暴的观测及记录[J].贵州气象, 2009 (33) :137-142.

[3]邵伟森, 吴淑琴.雷暴产生的条件及地面观测[J].科技创新与应用, 2012 (5) :253.

[3]易斌.提高雷暴记录观测质量的方法[J].现代农业科技, 2011 (18) :43-44.

雷暴的观测与记录篇2

利用甘肃中川地区GPS同步的7个测站闪电慢天线获得的电场变化资料,通过非线性最小二乘法对2004年8月20日一次雷暴过程中的10次云闪进行了拟合分析,估算了其所中和的电矩、取向及空间位置等参量.结果表明,其中5次云闪是雷暴云中部主负电荷区与其下部正电荷区之间的放电,另外5次是中部主负电荷区与其上部正电荷区之间的.放电,对应的放电中心的海拔高度分别在3.2～5.6 km和6.8～7.7 km,中和电矩分别约为4.56～61.0 C・km和 1.06～15.9 C・km.发生在雷暴云上部正电荷区与中部主负电荷区之间的闪电所中和电矩较发生在雷暴云中部主负电荷区与下部正电荷区之间的闪电所中和电矩小.结果证实了中国内陆高原地区雷暴云的上部和下部有两个正电荷区存在,与闪电放电相联系的雷暴云电荷结构可用简化的三极性来代表.

作者：崔海华郄秀书张其林张廷龙张广庶赵阳孔祥贞袁铁杨静张彤 CUI Hai-hua QIE Xiu-shu ZHANG Qi-lin ZHANG Ting-long ZHANG Guang-shu ZHAO Yang KONG Xiang-zhen YUAN Tie YANG Jing ZHANG Tong 作者单位：崔海华,CUI Hai-hua(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室,甘肃,兰州730000;河北省防雷中心,河北,石家庄050021;)

郄秀书,QIE Xiu-shu(中国科学院,大气物理研究所中层大气与全球环境探测试验室,北京,100029)

张其林,张廷龙,张广庶,赵阳,孔祥贞,袁铁,杨静,张彤,ZHANG Qi-lin,ZHANG Ting-long,ZHANG Guang-shu,ZHAO Yang,KONG Xiang-zhen,YUAN Tie,YANG Jing,ZHANG Tong(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室,甘肃,兰州730000)

雷暴记录与编报的技巧篇3

1 过去天气现象的编报技巧

陆地测站地面天气报告电码《GD-01Ⅲ》关于雷暴和降水编报的特殊规定, 文字难于理解, 《电码技术汇编》对此采用文字、列表和符号说明等方式加以解释也不便于记忆和使用。实际上该规定可用如下文字语言表述:如果现在天气现象选报91-99, 则过去天气现象W1和W2的编报步骤为:首先剔除过去1 h内的所有降水;再在剩余时段中优先选编非雷暴期间的7、6、5和过去6 h内的4、3为W1和 (或) W2;若无或缺则按先大后小的顺序补选过去1 h的9、8, 雷暴期间的7、6、5为W1和 (或) W2。即选报3步, 后2步可记忆为“76543、98765”。

2 当前天气现象的编报技巧

对于现在天气现象选报17或29, 选报W1和W2基本同一般天气的编报规定, 只不过要优先考虑一点, 即如果雷暴期间 (或) 和雷暴停止之后有降水, 则必须选报其中最大的一个降水电码为W1或W2。

2.1 雷暴方位的记录与编报

对雷暴系统从整体上做出正确的判别, 是准确记录雷暴方位的首要前提。了解天气形势与雷暴路径的关系, 可以指导观测, 减少误差。

2.1.1 雷暴系统。

系统是自成体系的组织。雷暴系统可定义为“由若干个相互联系的对流云单体组成的具有独立结构的中小尺度的对流体”[2,3]。在地面气象观测中, 孤立的雷暴单体、飑线、多单体雷暴群、多单体风暴云等都是自成一体的雷暴系统。整体性是系统最基本的特征。因此, 不同系统之间有明确的界限。实际工作中以雷暴的不同方位为标志, 对应于Cb云体的非连续性分布, 是判别不同系统的基本依据。

2.1.2 天气形势与系统路径的关系。

冷锋雷暴是影响山东省的主要雷暴之一, 出现的频率最高, 路径一般为西北→东南;在北部、东部地区, 东北冷涡配合横槽形成的强雷暴, 其雷暴路径多为西北东→南;江淮气旋生成的雷暴系统影响鲁南地区时, 路径多为西南→东北。不同地区由于地理环境的不同, 雷暴路径不能一概而论。此外, 参考雷达、卫星云图等非常规资料来判断雷暴的行经也是提高记录精度的一条重要途径[4]。

2.1.3 雷暴方位的编报问题。

目前在部分担任发航危报的台站电报中的雷暴方位基本等同于雷暴系统, 即方位Da为系统中闻雷的方位, Db为X。事实上, 观测薄中记录的仅是雷暴的起、止方位 (或加记中间方位) , 即雷暴的行经 (路径) 。航危报中的雷暴方位是观测时的闻雷方位 (发报标准:测站闻雷所在的方位即为发报方位) 。一个系统可能多方闻雷, 此时Db编报9, 而气薄按其行经可只记其中一个方位或不记方位。因此, 两者不等同, 电报中的方位气薄一中不一定有 (天顶“Z”除外) , 且气薄中记录的方位也不一定能在电报中完全反映出来。对于雷雨形势, 依其定义应至少占4个方位, 故W 2=3对应的Db应为9。

2.2 其他有关问题

2.2.1 电码95、97的编报。

雷暴的大小是按其释放的能量的大小进行区分的, 大雷暴97除雷声大、闪电频繁外, 还必须同时具备2个条件:伴有大风、伴有大雨 (迹线陡升) 。单纯以雷声大或雨大编报97, 或根据雷暴不分大小均固定编报95都是不合适的, 应根据当时实际出现的情况来编报电码97、95[5]。

2.2.2 冰雹重量的测量。

测量冰雹的最大平均重量虽然很简单, 但仍常出现此类记录的缺测现象。其原因一是测量人员紧张, 二是缺乏实际操作经验[6]。其实只要拣几个最大或较大的冰雹放入任意不渗水容器 (不一定是量杯) , 待其他工作结束后, 再设法量出 (或计算出) 其体积, 再除以冰的个数即可。

2.2.3 Cb云伴随的云系。

与Cb伴随的云系没有固定的模式, 随天气形势等条件的不同而有一定差异。有经验的观测人员应根据多年的工作经验客观记录云状, 真实地反映当时的天气变化, 以确保气象资料的准确性、代表性和比较性。

参考文献

[1]吴凌志.有关雷暴记录、编报的技巧与要点[J].山东气象, 1996 (4) :35-36.

[2]曾先仁.危险天气通报中天空不明时特殊情况下云组编报方法[J].江西气象科技, 1997 (3) :38.

[3]张晓娟, 王红兴, 彭记永, 等.谈地面观测中大风记录处理与编发报[J].现代农业科技, 2010 (1) :280.

[4]徐欢, 刘春风, 柳宏英, 等.城镇天气预报编报发报系统建构研究[J].现代农业科技, 2010 (4) :315-316.