雷暴天气

2024-09-07

雷暴天气（精选8篇）

雷暴天气篇1

雷暴是大气不稳定状况的产物, 是积雨云云中、云间或云地之间产生的放电现象, 是产生在积雨云及其伴生有闪电、雷鸣、阵雨、大风、冰雹等各种强烈天气的总称现象, 其发生的中小尺度对流天气系统往往对航空飞行安全存在严重威胁[1,2]。在雷暴中飞行, 雷击、闪电会严重干扰飞机的无线电通讯, 导致机载电子设备失灵或损坏;雷暴云中强烈的湍流和阵性垂直气流, 能引起强烈的颠簸, 导致飞机不能保持飞行高度, 从而偏离航线, 降低飞机的操纵性能;雷暴云系中大量的过冷水滴凝结成积冰覆在机身上, 破坏飞机飞行的空气动能性, 降低飞机的稳定性和操纵性[3];而且云系下阵风和较强的风切变、下击暴流等, 均可造成飞机失速、倾斜或偏离下滑道而发生失事;同时, 雷暴还会造成地面设施的严重破坏[4,5,6]。作为航空气象中的一种危险天气过程, 航空气象工作观测人员必须要做好雷暴天气的观测工作, 做好雷暴天气状况下各种天气要素的观测记录。

1 机场雷暴天气特征分析

大连机场的雷暴灾害性天气多集中在夏季, 是出现雷暴天气现象的高发期, 平均9.0 d, 占全年总雷暴日数的55.6%, 其中以8月最多, 平均为3.1 d, 占全年总日数的21.0%;其次是6—7月。机场的冬季 (12月至翌年2月) 一般不会出现雷暴灾害。大连机场年初、终雷期也有着年变化特点, 平均初雷期在4月下旬, 最早出现在3月11日 (1992年) 、最晚出现在7月3日 (1994年) ;平均终雷期10月底, 最早为9月16日 (1996年) , 最晚为11月28日 (2005年) 。

2 雷暴天气要素的观测分析

2.1 低空风切变

低空风切变是距地面600 m高度以下所发生的平均水平风的垂直切变和水平切变, 是威胁飞机安全起飞着陆的主要危险天气。雷暴天气极易引起低空风切变, 形成下击暴流或微下击暴流。目前大连机场针对雷暴状态下低空切变线的观测分析还没有确切的方法, 通常以航空器上飞行员的报告或通过对雷暴单体底部特征的观测探讨分析风切变, 当800 m高空下天空变暗, 雷暴云体底部位置偏低, 且云底出现快速向前移动的悬球状或滚轴状翻涌的带状云时, 可以认为云底至地面的附近区域存在低空风切变。

2.2 降水强度判定

雷暴天气下积雨云的降水属于阵性降水, 分强、中、弱3种, 由于积雨云降水强度变化迅速, 需采用定性法来判定降水强弱, 即降雨声音、雨线雨速、积水状态等, 也可以按每小时的降水量来判断。相对来说, 弱阵性降水较易判定, 而中、强阵性降水必须在人工观测的基础上依靠先进的探测设备———雷达探测手段来判断, 随时可监测到移向或经过该机场的降雨回波, 对雷达回波进行垂直扫描, 通过雷达回波高显上回波接地区的回波强度的分贝数作出分析, 由此分析出该回波移至机场上空时的降水形态。经过长期的观测分析, 并结合实际观测或集体观测, 最终总结出一个能分辨中、强阵性降水的回波强度。因弱降水在接地区几乎无回波, 所以依据这个标准可以判断出未来降水的中、强度。

2.3 能见度

受雷暴天气强降雨和水汽的共同影响, 会出现小于1 km的低能见度天气, 或者是由于强雷暴云体的覆盖致使光源减弱, 目标物与背景亮度对比值降低, 远处景象成为盲区, 能见度瞬时变小。可见, 雷暴天气状况下, 影响机场能见度的主要原因是由于目标物与背景之间的亮度对比和太阳光源的改变, 造成了人的视觉影响。

3 结语

随着气象科技的发展, 多普勒雷达应用于天气观测中, 根据对雷达实时回波特征演变的预测和判断分析出雷暴起止时间、方位和移动路径以及雷暴的形成、发展和消散过程, 从而提高了天气现象观测、记录发报等工作的准确性和可靠性, 避免了人工观测的误差。气象高科技的深入研究, 必将完善低空风切变、冰雹、飑线等恶劣天气现象的观测和预报。另外, 在进行地面气象观测中只有把云和与其相对应的天气系统联系起来, 借助天气形势的分析判断, 在地面气象观测中密切注意天气系统的变化, 根据云的定义和机场的天气气候特点, 全面分析记录, 才能真正掌握各种云的发生、发展、演变的规律, 才能正确识别云状、准确判定云高, 使云的观测记录真实地反映机场当时的天气状况, 从而更好地为飞机的顺利飞行和机场设备的安全提供及时可靠的气象服务。

参考文献

[1]民用航空气象地面观测技术手册[S].北京:中国民用航空总局空中交通管理局, 2007.

[2]韩韡, 赵昌吉, 田丽.大连机场秋季冷锋性雷暴天气特征和预报[J].气象水文海洋仪器, 2007 (1) :9-13.

[3]梁希豪, 陈永旭, 熊俊超.2009年银川机场初雷暴天气的过程分析[J].民航科技, 2011 (2) :73-75, 126.

[4]马玉倩.上海浦东机场雷暴天气要素的观测分析[J].空中交通管理, 2011 (1) :33-35.

[5]郑丽杰, 陈霞, 高博.哈尔滨机场雷暴气候特征统计分析[J].中国科技纵横, 2010 (20) :260, 235.

[6]梁明增, 何冬梅, 赵亮, 等.广汉机场雷暴统计分析[J].民航科技, 2010 (5) :148-150.

雷暴天气篇2

雷暴出现偏早,灾害损失严重-2009年冬季(2008年12月-2009年2月)浙江天气与气候

浙江省2009年冬季气温偏高,降水偏少,日照与常年持平.季内大雾、寒潮、连阴雨、雷电、冰雹等灾害性天气对农业、电力、交通等行业造成了一定影响和损失.

作者：柳苗作者单位：浙江省气候中心,浙江,杭州,310017刊名：浙江气象英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG METEOROLOGY年，卷(期)：200930(3)分类号：关键词：浙江冬季寒潮大雾连阴雨雷电

雷暴天气的飞行管制策略研究篇3

一、雷暴天气对飞行的影响

从目前来看, 雷暴产生的危险天气有以下几种:雷电、颠簸、暴雨、积冰、冰雹和下击流。

(1) 雷电

雷击对飞机的影响是巨大的, 尤其是当飞机的油箱部位遭遇雷击时, 很有可能导致整个飞机发生爆炸, 严重的情况可能是机毁人亡。当雷击到飞机的无线设备时, 会导致飞机无法和指挥系统进行必要的通信。

(2) 颠簸

强烈的颠簸会使飞行员难于进行飞行操作, 并且会给飞机上的旅客带来惊恐不安。对流层的气流对流产生雷暴天气, 这种垂直的对流存在上升的气流, 也存在下降的气流, 并且这种气流常常是一阵一阵的, 大小也不是时刻均匀的。这种不确定的对流会给飞机的飞行带来颠簸的可能性。

(3) 暴雨

积雨云中储存了大量的降水, 当积雨云在对流层在对流过程中遇到冷空气的时候, 就会形成降雨。在飞机的飞行过程中如果遇到强降雨, 会影响飞行员的视觉判断。尤其是在飞机着陆的时候, 很容易因为可见度低导致飞机飞不到正常的跑道上。

(4) 积冰

由于飞机飞行的高度比较高, 在飞行的过程中会有遇到积冰的情况。积冰的存在会干扰飞行员的视线, 造成飞行阻力增大, 耗油量会增加。当机尾结冰的时候会导致飞机飞行操纵困难。低温环境下, 一些电子设备的灵敏性会降低, 误差较大, 给飞机的飞行判断造成不便。

(5) 冰雹

当飞机的飞行高度在一万米以下时, 遭受冰雹的可能性还是非常大的。冰雹从高空落下时具有一定的速度, 如果数量较多的冰雹以一定的速度打在飞机上, 其后果会是相当严重的。

(6) 下击暴流

下击暴流实际上是一种强下冲气流, 它对飞机的起飞和着陆存在很大的威胁。这种下冲气流是雷暴的一种产物, 而且由于它经常隐藏在一些比较温和的天气中, 很容易让人疏于防范。这种下击气流通常发生在三百米左右的低空中, 正是飞机的起飞和着陆的高度, 在相关数据的调查中表明, 在着陆时由于下击气流导致的飞机事故占80%左右。

二、雷暴天气下的管制指挥策略

(1) 雷暴接近机场时所应采取的策略

当飞机在着陆时遇到雷暴天气时, 来得及着陆的情况下, 应该制定正确的着陆方案听从指挥中心的命令, 在选择最适当的时机和方向进行着陆。来不及着陆的情况, 应该通知作好盘旋等待的要求, 在大体了解雷暴天气的持续时间以后, 做好相应的防护工作。

(2) 遇到雷暴天气时所应采取的策略

根据天气预报、实况、卫星云图和雷达观测等资料, 研究并向气象部门了解雷暴的性质、范围、发展趋势、移动方向和速度等, 做好相关管制预案, 并与相关单位协调好工作。联系好备降机场, 并且了解备降机场和飞往备降机场的航路天气情况, 随时做好飞机返航或备降的准备。使用雷达实时监控好飞机的位置, 将机长报告的雷雨情况, 及时通报给相关飞机。机长决定绕飞雷雨时, 要了解绕飞意图, 提供相关的有关雷雨情报和绕飞的建议, 向有关管制单位和军航申请绕飞空域, 调配其他飞机避让。并且要提醒机组注意飞机剩余油量, 避免因绕飞时间过长而导致油量紧张。机长报告陷入雷雨区无法返航被迫云中穿越时, 开放相关导航设备, 并通知就近机场做好备降准备。当航线上或机场区域内有不能绕过的雷雨时, 应根据机长飞往备降或返回起飞机场的请求, 给予及时的管制许可和建议。当雷暴天气变化复杂, 持续时间较长时, 会导致管制员与机组通话量增加, 工作量和工作难度加大, 所以应合理安排好值班力量, 防止管制员因疲劳导致工作差错。

(3) 当飞机误入雷暴区域时所应采取的策略

当飞机不慎闯入雷暴区域的时候, 飞机上的乘务人员应该提醒旅客都把安全带系好, 同时保证飞机上相应的照明设备打开, 让机舱保持一定的亮度, 安抚旅客的惊恐。同时关闭一些不太重要的用电设备避免雷击的危险, 通知飞行员选择气流较为缓和的地方进行飞行, 在遭遇上下升气流对流较为严重的情况, 尽量保持飞机规定的颠簸速度, 而且尽量不要进行升降操作, 保持平飞。尽可能保持在原来的航道上进行飞行, 避免大幅度转弯的情况。

三、结语

雷暴天气篇4

1 雷暴的形成条件

雷暴又称风暴, 是发生在积雨云中的放电、雷鸣现象, 是一种强烈对流性天气, 它出现时常伴有狂风、暴雨、冰雹等天气现象, 是一种破坏性极其严重的自然灾害, 常造成国民经济和人民生命财产的重大损失[1]。因此, 研究雷暴天气有着十分重要的意义。产生雷暴的积雨云称雷暴云, 一个雷暴云叫做雷暴单体, 它的水平范围约19km, 持续时间达数十分钟。雷暴云可以孤立分散出现, 也可组成雷暴群, 出现在几百千米至上千千米的范围内, 持续时间达几小时至十几小时。我国雷暴日数南方多于北方, 山区多于平原。多出现在夏季和秋季, 冬季只在我国南方偶有出现。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变得不稳定, 也可引起雷暴, 称为夜雷暴。

2 雷暴来临时气象要素的变化特征

雷暴在发展变化过程中, 近地面层大气状态也会有强烈的反应, 所以雷暴出现前, 人们会感觉到天气异常闷热, 雷雨天气的到来会使各种气象要素发生剧烈变化, 如温度急升, 湿度急降, 风速突增, 气压波动大等, 因此雷雨天气来临之前要全面观察各种仪器和检查各种仪器是否正常运行[2]。

(1) 气温变化。雷暴发生前由于受暖湿空气控制, 所以会感到闷热;雷暴发生时, 由于下降气流的出现, 温度骤然降低。

(2) 气压变化。雷暴处于发展阶段时, 地面气压一直是下降的, 但到了成熟阶段, 由于下降冷空气的出现, 气压便突然上升。因为雷暴附近的地面气压场的变化, 导致测站气压自记曲线上会出现一个凸起的高峰, 这个高峰和气温空降的时间大致是相同的。

(3) 风的变化。当雷暴处于发展阶段时, 地面风很小。雷暴到达成熟阶段以后, 随着下降气流的出现, 往往风向突然改变, 风速立即增大, 并带有明显的阵性, 这种现象常常是雷雨即将来临的先兆。

(4) 降水。雷暴降水都是强度很大的阵性降水, 降水的持续时间取决于通过测站的雷暴单体的数目、大小、速度和部位。

(5) 湿度变化。雷暴发生前, 由于上升运动的发展, 把近地面层空气中的水汽大量上传, 所以地面相对湿度减小。但当降水开始后, 相对湿度迅速增加至接近100%。

3 雷暴的防御措施

雷暴是造成雷击的先决条件。雷暴能否造成雷击事故, 要根据雷暴强度、地质、地貌以及地面构物、设备分配密度等条件而定[3,4]。

3.1 雷击发生时自我保护措施

(1) 远离建筑物的避雷针及其接地引下线, 防止雷电反击和跨步电压伤人。

(2) 远离各种天线、电线杆、高塔、烟囱、旗杆, 如有条件, 应进入有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车、船只, 但帆布的篷车、拖拉机、摩托车等在雷雨发生时是比较危险的, 应尽快远离。

(3) 尽量离开山丘、海滨、河边、池塘边, 离开孤立的树木和没有防雷装置的孤立建筑物, 铁围栏、铁丝网、金属晒衣绳也很危险。

(4) 雷雨天气尽量不要在旷野行走, 外出时应穿塑料材质等不浸水的雨衣, 不要骑在牲畜上或自行车上行走;不要用金属杆的雨伞, 不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。

(5) 人在遭受雷击前, 会突然有头发竖起或皮肤颤动的感觉, 这时应立刻躺倒在地, 或选择低洼处蹲下, 双脚并拢, 双臂抱膝, 头部下俯, 尽量降低自身位势、缩小暴露面。

(6) 如果雷雨天气人呆在室内, 必须关好门窗, 防止球形雷窜入室内造成危害;把电视机室外天线在雷雨天与电视机脱离, 而与接地线连接;尽量停止使用电器, 拔掉电源插头;不要打电话和手机;不要靠近室内金属设备 (如暖气片、自来水管、下水管) ;不要靠近潮湿的墙壁。

3.2 高层建筑物及现代化设备防雷措施

(1) 高层建筑物除安装规范、合格的防雷设施、避雷针以外, 还可以直接在建筑物顶端加装消雷器, 采取综合防雷技术防止雷电灾害, 并对防雷设施进行定期监测。

(2) 现代化设备厂房及办公区域等除了做好外部防雷措施以外, 还应在内部电力、电讯系统上加装符合质量标准的避雷器, 以防雷击或反击造成的设备损坏。

(3) 计算机机房及计算机系统除采取完善的屏蔽与接地措施外, 还应在信号电缆终端设备的输入端、总电源、机房配电柜和UPS电源前端装设信号电涌保护器。

参考文献

[1]雷暴.德庆县雷暴气候特征统计分析[J].现代农业科技, 2009 (20) :303-304.

[2]周敬荣, 曾清江.丽水地区雷暴特征分析[J].河北农业科学, 2009, 13 (10) :107-109.

[3]上官义明, 李顺新.宁化县雷暴气候特征及其防范措施[J].福建气象, 2005 (4) :19-20.

雷暴天气篇5

1 丹东雷暴日数气候特征

1.1 雷暴日数的年际波动

在1961~2010年期间, 丹东地区平均年雷暴日数为22~30d, 雷暴空间分布不均, 南部少, 北部多, 并且年际波动大。表1为丹东地区年雷暴日数的极大值与极小值分布情况, 全地区雷暴日数最多年份是最少年份的3倍左右, 凤城、宽甸波动幅度大, 最多年份比最少年份多30~31d, 沿海的东港地区变化幅度较小, 最大值与最小值相差不足20d。

1.2 雷暴日数的趋势分析

为了进一步了解雷暴日的时间序列特征, 采用线性回归系数的方法, 计算各地雷暴日年际变化趋势:图1可以看出丹东市雷暴序列的气候变化有明显的减少趋势, 近50a递减速率为5.2d/10a, 东港、宽甸分别减少了2.6d/10a、2.1d/10a, 凤城雷暴日数年际变化不大, 仅为0.4d/10a (图略) 。

1.3 雷暴日数的季节变化特征

由1961~2010年各季雷暴出现日数可知, 一年四季中, 雷暴以夏季出现最多, 历年平均出现12~18个雷暴日, 约占全年雷暴出现日数的54%~60%, 其中北部夏季雷暴所占比重更大;秋季次之, 占全年的23%~29%;冬、春季雷暴较少。

1.4 雷暴日数的月变化特征

丹东地区每年3月份气温开始回升, 雷暴发生的次数逐月增加, 至6月份空气中水汽含量充足, 雷暴现象增多 (图略) , 7月份的雷暴次数最多。北部 (凤城、宽甸) 地区由于地形的作用 (6、7、8) 3个月的雷暴日数明显多于南部, 12月至2月丹东地区很少出现雷暴。另外, 从雷暴日历年逐月方差图 (图略) 可以看出:6、7、8月雷暴日方差较大, 说明这3个月雷暴日的变化幅度较大, 且以北部地区最为剧烈, 宽甸6月雷暴日数的年际变化较大, 7、8月减小, 凤城 (6、7、8) 3个月的雷暴日数年际变化均较大。

1.5 丹东雷暴初、终日气候变化特征

将丹东市、东港2站的雷暴初、终日求其平均, 以建立时间序列并代表丹东南部地区, 凤城、宽甸代表北部地区, 分别绘制了丹东不同地区雷暴初、终日的变化趋势 (见图2) 。由图2a可以看出, 雷暴初日丹东南北地区均呈现下降的趋势, 雷暴出现日期提前, 雷暴初日提前的速率丹东、东港分别为1.1d/10a, 2.2d/10a;凤城、宽甸为3.7d/10a, 北部比南部提前的更加明显。丹东、东港、宽甸平均初雷日期在4月24日附近上下摆动, 凤城初雷较早, 在4月18日前后出现。由图2b可以看出, 雷暴终日南部略微提前, 北部延后, 雷暴终日丹东、东港提前的速率分别为1.5d/10a, 0.3d/10a;凤城、宽甸延后的速率分别为0.2d/10a、2.1d/10a, 平均终雷日期在11月1~3日期间。

2 丹东夏季雷暴多、少年的环流特征对比分析

2.1 丹东夏季雷暴发生多、少年的划分

1961~2010年50a间丹东地区夏季共出现雷暴日3077d, 夏季平均雷暴日为61.5d/a。

取雷暴日数距平≥20%为多雷暴年, ≤-20%为少雷暴年, 那么50a来丹东多、少雷暴年分别为8a和10a。如表2, 60a代雷暴多发年较多, 70~80年代初雷暴少发年较多, 80年代中后期至90年代雷暴多发年有所增多, 2000年以后雷暴少发年特多, 可见丹东雷暴日数总趋势是减少的, 但期间有波动。

以NCEP-NCAR1961~2000年月平均全球再分析资料, 分别制作雷暴多发年和少发年6~8月对流层中层500h Pa大气环流合成平均图及距平图, 用合成对比分析的方法, 讨论丹东雷暴多发年及少发年大气环流异常的基本特征。

2.2 丹东夏季雷暴多、少年500h Pa位势高度场分析

从丹东夏季雷暴多、少年北半球500h Pa高度场看, 对流层中层环流的主要特点是:雷暴多发年和少发年, 极涡强度均偏强, 不同之处在于, 雷暴多发年极涡中心偏向东半球, 少发年极涡中心偏向西半球。中纬以极涡为中心环绕纬圈的西风环流, 西风带中有尺度很大的平均槽脊, 即四槽4脊, 其中大槽分别位于乌拉尔山东部、堪察加半岛东部、北美东部及欧洲西海岸各为一低槽, 与4个槽并列的有4个平均脊:分别位于欧洲、东亚、阿拉斯加、北美北部。从副热带高压看, 少发年时, 有两个明显的闭合高压中心, 分别位于北太平洋和欧洲西部, 北太平洋副高范围较正常时明显偏大, 欧洲西部的副高强度明显偏强。多发年时, 有4个明显的闭合高压中心, 分别位于太平洋中部、欧洲西部、大西洋西部、北美南部, 其中北太平洋副高范围较正常时明显缩小, 欧洲西部的副高强度减弱。

从丹东夏季雷暴多发年500h Pa距平场上看, 极涡强度明显偏强。高纬度, 正距平中心位于维多利亚岛、巴尔克什湖、阿留申群岛南部, 负距平中心位于大西洋北部、蒙古高原。太平洋西部正距平。说明北美北部的脊明显加强, 欧洲西海岸的槽明显加深, 欧洲中部的脊偏东, 乌拉尔山槽偏东。太平洋副高西伸。这种形式有利于引导乌拉尔山北部的冷空气不断南下, 同时西太平洋副高偏西, 使丹东处于东高西低的偏南气流里, 冷暖空气不断交汇, 水汽充足, 强对流天气频繁, 雷暴天气增多。

雷暴少发年500h Pa距平场上看, 极涡强度也是偏强的, 但偏强的范围小于雷暴多发年。高纬度, 正距平中心位于拉布拉多半岛、斯堪的纳维亚半岛、蒙古高原东部、勘察加半岛, 负距平中心位于阿拉斯加湾。太平洋西部负距平。说明北美东部槽偏弱, 欧洲西海岸槽偏弱, 东亚到堪察加半岛的脊明显偏强, 阿拉斯加的槽显著偏强, 西太平洋副高偏东。这种形式导致冷空气北缩在贝加尔湖以北, 东亚处于比较强的脊区内, 西太平洋副高偏东, 丹东处于高压前部和内部偏北气流控制, 并且水汽条件不好, 强对流天气较少, 雷暴天气少。

3 结语

丹东地区1961~2010年雷暴的气候特征及变化趋势有以下特点:丹东地区近50a来雷暴的发生日数呈现减少的变化趋势。一年四季中, 雷暴以夏季出现最多, 其中北部夏季雷暴所占比重更大;秋季次之, 冬、春季极少出现雷暴。丹东地区雷暴每年3月份开始发生, 次数逐月增加, 至6月份雷暴现象增多, 7月份的雷暴次数最多。 (6、7、8) 3个月的雷暴日数北部地区明显多于南部, 12月至2月很少出现雷暴。6、7、8月雷暴日变化幅度较大, 且以北部地区最为剧烈。雷暴初日丹东南北地区均呈现提前的趋势, 北部趋势比南部提前的更加明显;雷暴终日变化不明显。夏季雷暴多发年500h Pa距平场上看, 极涡中心内明显偏东偏强, 乌拉尔山槽偏东。太平洋副高西伸。有利于引导乌拉尔山北部的冷空气不断南下, 丹东处于东高西低的偏南气流里, 冷暖空气不断交汇, 水汽充足, 强对流天气频繁, 雷暴天气增多。少发年500h Pa距平场上看, 极涡中心内明显偏向西半球, 但偏强的范围小于雷暴多发年。东亚到堪察加半岛的脊明显偏强, 阿拉斯加的槽显著偏强, 西太平洋副高偏东。冷空气北缩在贝加尔湖以北, 东亚处于比较强的脊区内, 丹东处于高压前部和内部偏北气流控制, 并且水汽条件不好, 强对流天气较少, 雷暴天气少。

参考文献

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雷暴天气篇6

1 广西雷电灾害概况

雷电灾害是广西最严重的自然灾害之一,广西也是全国雷暴日数最多的省区之一。据不完全统计,1998—2008年11年间,因雷击造成420人死亡、558人受伤。仅2004年来,广西发生雷电灾害事故181起。2005年,广西发生雷电灾害事故1 458起,死亡40人,伤残48人,引起火灾爆炸19起,直接经济损失2 186多万元。2006年,广西共发生雷电灾害事故2 091起,死亡34人,伤残62人,建(构)筑物受损82起,办公电子电器设备受损1 441件,直接经济损失2 082多万元。雷电灾害造成的伤亡人数、经济损失表现呈逐年增加趋势,2010年4—10月,广西就发生雷击事件146起,致使23人死亡,18人受灾,共造成直接经济损失249.60万元,间接经济损失84.25万元[2]。罗城县位于广西北部,河池市东部,九万大山南麓,属亚热带季风性气候区,为雷暴多发区域。罗城境内近年来雷暴灾害事故发生也十分频繁,多个建筑物、加油站等接二连三发生多起雷灾事故,2004—2009年,罗城县共发生雷灾23起,被雷击死亡8人,伤2人,直接经济损失560万元。在我国雷电灾害已成为当前危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害,因此加强雷暴预警已成为我国现代化建设过程中一项十分必要和紧迫的任务,因此,对雷暴天气进行分析有着现实意义[3]。该文以广西罗城县的雷暴天气作为研究对象,根据罗城气象观测站1980—2009年的雷暴状况、时间分布、空间分布的特征,较为详细地统计分析雷暴活动的规律,计算出各天气条件下雷暴发生的概率,为今后雷电活动监测和分析提供依据,为防灾减灾工作提供参考[4],同时也比较具体地提出了灾害的防御措施,从而达到预防和提高罗城县防雷防御效果的目的。

2 雷暴的时间分布特征

2.1 雷暴时间总体分析

通过对雷暴资料进行统计,由表1可知,罗城县近30年的雷暴日数为1 811 d,年平均雷暴日数60.4 d,与广西平均雷暴日数少23.7 d。罗城县最早初雷暴出现在1月,出现在1987年1月4日;终雷暴为12月,出现在1992年12月30日,可见罗城县的雷暴活动发生早,结束晚,持续时间长。根据年雷暴日数,罗城县属于高雷区。

2.2 雷暴的年变化趋势

罗城县1980—2009年,雷暴日数最多出现在1980年和1994年,多达83 d;最少为1995年,为41 d。年雷暴日数>80 d的有1980年、1983年、1994年。70 d<雷暴日数<80 d的有1982年、1985年、1987年、1993年、1997年。维持在40～60 d的有22 d。将1980—2009年分为3个年代阶段:第1阶段1980—1989年,雷暴日数共为677 d;第2阶段1990—1999年,雷暴日数共为655 d;第3阶段2000—2009年,雷暴日数共为479 d。由年代阶段来看,雷暴日数有减少的变化趋势。由年份来看,雷暴也呈减少变化趋势[5]。

2.3 雷暴的季节分布特征

从图1可以看出,罗城县1年当中各个季节均有雷暴发生,且发生的频率随季节的变化而不同,其中夏季最高,达57.8%;春季次之,占28.8%;冬季最少,仅占4.1%。雷暴发生、活动主要在春、夏2个季节,占全年的86.6%。夏季是1年之中发生雷暴最为频繁的季节。

注:春季为3—5月,夏季为6—8月,秋季为9—11月,冬季为12月至翌年2月。

2.4 雷暴的月分布特征

图2中给出了1980—2009年各月雷暴平均日数的变化情况。从表1和图2可以看出,罗城县1—12月都有雷暴发生,并呈单峰型。最多为7月,平均为12.9 d,最少为1月,平均为0.2 d。4月进入雷电活动期,6—8月为盛行期,以7月的雷电活动最频繁。9月以后雷暴日数明显减少。

2.5 雷暴的日分布特征

分析雷暴的日变化规律,将1 d分为20:00至翌日8:00为夜间,8:00—20:00为白天2个时段,根据对1980—2009年逐日气象资料的统计分析,夜间雷暴次数为889次,占全部时段次数42.2%;白天雷暴次数1 216次,占57.8%,由此可得罗城县雷暴活动白天活跃[6]。

3 雷暴空间分布特征

通过对1980—2009年2 105个雷暴记录的起止方位进行了统计(表2),罗城县雷暴活动范围较为广泛,除天顶Z较少外,其他8个方位出现的频率在10%～17%;雷暴的出现方向以偏南方向居多,在SE、S、SW、NE方位闻雷占50%以上,其中又以SW方向最多,达17%,其次是SE、S、NE方向,是13%;可见罗城县雷暴出现方向各方位出现的频率相差不大(天顶Z较少外),SW方向是雷暴活动最频繁的方位,在防雷工作中,该区域应尤为重视,其他地域也应加强防范。

注:雷暴历年年平均方位统计方法:以S为例:1 d内只要出现1次或多次S的方位,记为1次,以1年为总数合计,再以1980—2009年合计取年平均值。

4 雷暴灾害的防御措施

一是加大防雷宣传力度,提高群众的防雷意识。近年来多起的雷灾事故中,造成严重的人员伤亡和财产损失,反映出群众缺乏正确的防雷意识,农村众多建筑物缺少防雷设施,农民在野外工作缺少正确的防雷防范知识,因此防雷主管部门应该加大防雷科普知识的宣传和教育工作,不断提高群众的防雷减灾意识和自我保护意识,最大限度地减少雷击造成的人员伤亡和财产损失。二是加大防雷管理力度,逐步规范防雷设施。政府应当将雷电灾害应急处置纳入当地政府突发公共事件应急预案和气象灾害应急预案中去,以增强雷电灾害应急处置能力,真正做到政府统一领导、管理部门牵头、有关部门配合,全社会参与的防雷安全综合管理体系。同时建立完善防雷技术服务、防雷行政许可、防雷行政执法三大队伍体系,确保防雷安全管理和技术服务队伍建设也得以进一步加强,从而提高防雷管理能力,达到逐步规范防雷设施建设的目的。三是提高监测预警能力。利用高科技手段获取气象和雷电信息,政府应该建设和完善闪电定位监测系统,提高雷暴定位监测能力,并及时通过电视、网络、电话、传真、手机短信、电子显示屏等发布预警信息。

5 结语

罗城县境内年均雷暴日60.4 d,呈现明显的年代变化,有波动逐渐减少趋势;一年四季均有雷暴发生,但季节性变化明显,以春夏2季最多,雷暴峰值出现在7月;雷暴发生的时间段以白天最多,夜间相比较少;雷暴活动范围较为广泛,但有明显的区域性,呈现南北明显偏多的特点。

摘要：利用广西罗城县1980—2009年的雷暴资料,通过统计分析雷暴活动的状况,年变化趋势,季节、月和日分布特征,找出了雷暴活动的时间和空间上的变化规律,分析了1980—2009年来雷暴发生影响的天气系统,计算出各天气条件下雷暴发生的概率。为今后雷电活动监测和分析提供依据,为防灾减灾工作提供参考,同时也比较具体地提出了灾害的防御措施,从而为加强罗城县雷暴防御提供参考。

关键词：雷暴天气,活动规律,防御,广西罗城

参考文献

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雷暴天气篇7

雷暴(thunderstorms)天气是指伴有雷电、冰雹、大风和强降水的局地强对流性天气。雷暴天气是大气不稳定状况的产物,是积雨云及其伴生的各种强烈天气的总称。

据统计,全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失就超过10 亿美元。雷电具有极大的破坏性,严重威胁着我国50 余架人工增雨飞机、6 900 门高炮和7 000 门火箭发射架作业的安全。因此,加强雷暴的气候变化规律、雷暴天气成因和预报方法等研究,具有十分重要的意义。

全球每天约有44 000 个雷暴发生,其影响面积占全球面积的1%[1]。雷暴天气也是航空安全的严重威胁因素之一。美国国家运输安全委员会(NTSB)对1996—2006 年所有飞行事故的统计数据显示,恶劣天气导致的飞行事故占所有飞行事故的47.5%。近20 年来,我国民航因飞机进入雷暴区而导致的飞机失事占气象事故的1/6。

我国每年雷击伤亡人数超过1 万人,其中死亡3 000 人以上。我国雷害事故呈现逐年增加的趋势[2]。全国每年因雷暴造成的财产损失达到50 亿~100 亿元[3]。由此可见,加强雷暴天气研究和防灾减灾工作,已成为保障我国经济社会可持续发展的紧迫问题。

本文首先分析我国雷暴天气的时空分布特征;其次,在回顾国内外雷暴天气研究进展、雷暴天气成因和预报预警方法的基础上,探讨雷暴天气防灾减灾途径及方法,其目的旨在提高我国雷暴灾害的预报预警水平,最大限度防御和减轻雷暴天气的灾害损失。

1 我国雷暴天气时空分布特征

1.1 雷暴天气的季节变化

雷暴天气的季节性特征明显,热带地区一年四季雷暴活动频繁,其他地区一般出现在3—10 月(初雷在惊蛰前后,终雷在寒露前后),主要集中在每年的6—8 月,冬季仅在我国南方偶有出现。

我国年均雷暴日为夏季多,冬季少。雷暴天气活动具有明显的日变化规律。1980—2010 年我国南方20 个站逐日雷暴天气分析结果表明[4]:雷暴频次的日变化,午后至凌晨多,12:00 频次最高(9% ),3:00 最低(2% ); 夏季频次高, 冬季低。其中7—8 月最高(>35%),12 月至次年1 月最低(<1%)。

通过全国1951—2005 年743 个站点的雷暴和冰雹日数研究[5],结果表明:中国雷暴和冰雹等强对流天气发生的概率分布具有明显的地理和日变化差异,白天与夜间强对流天气分布变化很大。全年统计雷暴日降水占总降水的48%,而在夏季则为64%。全年和夏季雷暴日降水比率的变化与雷暴频次的变化有较好的一致性,相关系数分别达0.46和0.71。甘肃省1961—1990 年为多雷暴期[6],1991—2011 年为少雷暴期,雷暴日数总体呈减少趋势。在春、夏、秋3 季中,夏季雷暴日数减少的趋势最为明显,每10 年减少3.4 d,尤以6 月最甚。

1.2 雷暴天气的空间分布特征

我国雷暴日数南方多于北方,山区多于平原。地形对雷暴发生发展及强度等有明显的影响作用。全国年平均雷暴日的地理分布为东南高发区、西南高发区、东北次高区和西北低发区。云南省年平均雷暴日超过100 d;华南地区年平均雷暴日数可达80~120 d;西南地区年平均雷暴日数在24~80 d;青藏高原北缘和东缘(兰州为23.6 d)由于地形的抬升作用,雷暴日相对高于同纬度地区高达50~80 d,为次高值区;而最低值区在戈壁、沙漠地带或盆地,一般低于20 d,如新疆乌鲁木齐为9.3 d,和田最少为3.2 d。

我国雷暴日数的年际变化呈现出20 世纪80 年代、21世纪00 年代2 个相对多发期和20 世纪90 年代相对少发期[7]。近30 年中国北方地区的雷暴天气整体呈现出减少趋势(图1),而南方则是先减后增,其距平场的年代际变化较为明显。其中南方地区20 世纪80 年代至21 世纪初,年际和夏季(7—8 月)雷暴频次均呈下降的趋势,分别为-1.0%/10 年和-3.5%/10 年,21 世纪00 年代后则有弱的增加趋势。

2 雷暴天气预报预警研究进展

目前,国内外专家学者分析研究了不同地区雷暴天气气候特征,表明不同地区雷暴有着不同的年际变化特征和周期性。美国国家强风暴实验室(NSSL:National Severe Storm Laboratory)在强风暴监测、预警、预报和理论研究等领域处于国际领先地位。Byers and Braham[8]通过分析在佛罗里达州的观测资料,揭示了对流云单体(cell)结构和演变的3 个阶段,即积云、成熟和消散期。Curran等[9]使用1959—1994 年美国的雷击事故数据,按雷击死亡人数和损失等将各州进行区划、排名等。

张家城[10]分析了全国雷暴、冰雹的地理分布、季节变化和初终日等。陶诗言[11]研究发现,强风暴的形成必须具备明显的位势不稳定、上干下湿的水汽垂直空间分布和强的垂直风切变3 个条件。

张敏锋等[12]认为,影响强对流天气的因素很多,地形、热力条件、大气环流等都会对雷暴和冰雹的发生有影响。冯民学等[13]分析了江苏省雷电时空分布特征;郭虎等[14]研究了北京自然雷电与雷电灾害的时空分布特征;张文龙等[15]对复杂地形下北京雷暴新生地点变化进行加密观测研究;师正等[16]进行了气溶胶对雷暴云起电以及闪电发生率影响的数值模拟;杨仲江等[17]采用神经网络方法对雷暴天气进行潜势预报;孙凌等[18]对雷暴的潜势预报、雷暴的临近预报、雷电活动的观测信息在雷暴天气预警中的指示作用及雷暴云的数值模拟等方面进行了归纳和综述;俞小鼎等[19]通过雷暴与强对流临近天气预报技术进展研究,指出高分辨率数值预报模式的应用包括与雷达回波外推融合延长临近预报时效与各种观测资料融合得到快速更新的三维格点资料,也为雷暴和强对流近风暴环境的判断提供重要参考。

3 雷暴天气成因

3.1 主要影响因子

雷暴等强对流天气预报是世界性技术难题。姜麟等[20]通过对江苏省一次夏季强雷暴天气过程的综合分析得出,强雷暴在垂直方向上与锋生函数、假相当位温、涡度散度的某些分布特征有较好的对应关系。张廷龙等[21]通过分析西藏那曲、青海大通、甘肃中川和平凉4 个不同海拔高度地区雷暴的电学特征发现,高原地区雷暴分为特殊和常规型两类。特殊型雷暴在当顶阶段地面电场呈正极性,即雷暴下部存在范围较大的正电荷区(LPCC),特殊型雷暴所占比例随海拔高度的增加有所增加;常规型雷暴在当顶阶段地面电场为负极性,与低海拔地区常规雷暴引起的地面电场类似。

通过复杂地形下北京雷暴新生地点变化的加密观测研究发现[15],复杂地形与雷暴冷池出流作用相结合,主导了雷暴新生地点的变化,进而影响 γ 中尺度强降水中心的变化;复杂地形使得冷空气在一定范围内流动,在边界层产生碰撞和辐合,起到触发和增强对流作用,并使得对流风暴的形态和走向与地形呈现出紧密相关性。

气溶胶对雷暴云起电以及闪电发生率影响的数值模拟表明[16],当气溶胶浓度从50 cm-3增加至1 000 cm-3时,水成物粒子浓度上升,雷暴云电荷量和闪电发生率增加明显;气溶胶浓度在1 000~3 000 cm-3范围时,云水竞争限制了冰晶的增长,导致雷暴云上部主正电荷堆电荷量降低闪电发生率保持稳定;当气溶胶浓度大于3 000 cm-3时,水成物粒子浓度稳定,云内的电荷量以及闪电发生率保持为一定量级。

通过雷暴频次的年际变化分析发现[4],东亚地区大气环流场表现出大尺度的异常变化。雷暴频次偏高时,西太平洋副热带高压异常偏弱,南方对流层中上层有异常的上升运动。同时,从热力不稳定指标上看,夏季异常偏高的全总指数、异常偏高的对流有效位能指数均与夏季雷暴频次显著相关,分别为0.58 和0.76[22]。

对流有效位能(convective available potential energy,简称CAPE),是潜在对流强度和强对流天气分析预报的一个常用参数[23]。其计算公式是:

式(1)中:TV为虚温,下标E、P分别表示与环境及气块有关的物理量;PLFC为自由对流高度,是(Tvp-Tve)由负值转正值的高度;PEL为平衡高度,是(Tvp-Tve)由正值转负值的高度。通过比较地面温度变化与对流有效位能(CAPE)变化之间的关系,结果显示温度的变化与CAPE之间有显著的相关,相关系数高达0.6(达到99.9%的置信水平),说明气温的变暖,可导致高CAPE事件的增加,进而有利于雷暴的孕育。

一般雷雨发生前CAPE的平均值达1 455.2 J/kg,比无雷雨的平均值大1 倍以上;雷雨大风前CAPE平均值高达2 500 J/kg。和沙氏指数的比较表明:对流有效位能在判别有无雷雨的能力上与沙氏指数相当,区分普通雷雨和雷雨大风天气的能力上超过沙氏指数。

通过雷暴中雷电活动与WRF模式微物理和动力模拟量的对比研究表明[24],-20~-10 ℃之间的电荷分离区域内,冰晶粒子与霰粒子质量混合比最大值与地闪频数随时间变化趋势基本保持一致(图2)。

3.2 雷暴与闪电的气候分布特征

近年来,全国雷电灾害次数呈逐年波动增长趋势[25]。其中,夏季是雷电灾害发生最多的季节,占全年雷电灾害的66% 。如天津地区西北路径和西南路径的雷暴云出现频率较高[26],占到了65.2%。雷暴云是闪电的主要产生源[27],当云中局部电场超过约400 k V/m时,就能发生闪电放电。

闪电活动地域差异较大[28],闪电活动与强对流天气密切相关,在冰雹大风天气过程中正闪电占优势,负闪电则与强降水相关。闪电密度平均值能够较精确的反映全年雷电活动的多少。通过对青藏高原闪电活动的时空分布特征分析[29],结果表明:高原上的平均闪电密度为3 fl·km2/年,在高原中部(北纬32°,东经88°)闪电密度峰值为5.1 fl·km2/年。

3.3 闪电密度高值带(中心)与中尺度地形有关

马明等[30]通过卫星观测中国及周边地区闪电密度发现,喜马拉雅山系南北两侧平均闪电密度的比值达到10 倍,而中国陆地东部和西部平均闪电密度的比值为3.5 倍,闪电密度平均值随海陆距离和纬度呈现规律性的变化,与年平均降水量的相应变化趋势一致[30]。

青藏高原中部闪电活动的峰值出现在7 月[31],并在春季表现出明显的闪电活动;相关气象要素中,最能够准确描述闪电活动的季节变化及春季异常特征的只有地表总热通量;降水(或云功函数)与鲍恩比(感热通量和潜热通量之比)的乘积,能反映闪电活动的季节分布特征与春季的“异常”变化。广州地区的雷暴过程以负的云-地闪为主[32],负云-地闪所占比例在90%以上。云-地闪发生频率与雷暴系统强度演变有直接联系,对于同一系统来说,随着系统回波强度的增强,云-地闪发生的频率也增高。但不同系统中,回波强(弱)的对流系统并不意味着云-地闪发生的频率就高(低)。有时雷暴移过城市后,强度可重新加强,云-地闪发生频率也会增大。

4 雷暴天气防灾减灾途径及方法

4.1 加强雷暴天气预报预警系统建设

目前,美国、英国、加拿大、澳大利亚、法国、日本、韩国和中国都建立了强对流天气短时临近预报系统,世界气象工作者正奋发努力探索,在加强雷暴监测站网建设的同时,积极研究攻克雷暴天气预报预警这一世界性难题上。

2002 年由国家气象中心牵头,进行强对流灾害性天气临近预报的研发工作,并在北京市气象局进行试验;2005 年随着气象部门的业务体制改革和“雷电监测预警网”的建设,雷电预报也在各地逐步开展[33]。2014 年,国内首个平板电脑版《甘肃省强对流天气监测预警预报平台》正式运行。

实践证明,综合运用数值预报产品和多种预报技术方法,开发建设雷暴短临预警报业务系统,并根据实况变化及时滚动更新和订正预报结论,是提高强对流天气及其引发的次生灾害的预报预警水平的重要途径。

4.2 高度重视雷暴天气研究成果的应用推广

研究表明,不稳定条件越好(SI、LI值越小,CAPE值越大),对流能量越高(热力指标K、TT越大),水汽越多(DCI、PW越小,丰富的水汽供应是雷暴主要能量来源),雷暴发生的可能性越大。另外,云图、雷达参数和地闪特征的分析也表明,冰雹、雷击和降水分别发生在强对流云团发展的不同时间和不同部位,其云团的形态、强度和范围等也不同。

通过雷达回波对比分析发现[34],VWP产品对雷暴过程中大气的湿度条件有较好的指示作用,ND区的初始破坏时间往往早于雷暴中闪电的发生时间。闪电主要发生在雷达最大回波顶高度突破9 km之后,并且最大回波顶高度较闪电峰值有约12 min的提前量。在雷达平均垂直速度图中,出现强上升中心后的短时间内闪电将会突然增大。

多单体雷暴的形变与列车效应传播机制表明[35],雷暴单体的传播方向与雨带的移动方向基本一致的多单体雷暴系统(如飑线系统),如果雷暴前端的入流本身是暖湿的,并存在较强的水汽辐合现象时,雷暴单体发展更旺盛,传播速度更快,反之则趋于减弱,传播速度减慢。

4.3 加强雷暴等灾害性天气防御方法的宣传

雷暴天气带积雨云逼近建筑物时,当积雨云底部与建筑物顶部之间的距离一旦符合300~500 k V/m的空气击穿场强,积雨云便对该建筑物进行放电。遇到雷暴天气时应当选择以下措施和方法进行防御:首先,要选择安全地方,进行自我防护。如果在户外,就应尽快躲到有遮蔽的安全地方,远离山顶、楼顶及建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设施;雷雨天气千万不要站在大树、高塔、广告牌下躲雨;同时,尽量避免在空旷地带躲避雷雨。另外,雷雨天气一定不要骑自行车、摩托车或开拖拉机;雷雨天气不宜进行户外运动。其次,要注意关好门窗,防止球状闪电入室。尽量拔掉电器设备的电源、电话线、网络线等进出室内的金属线缆,不要使用固定电话和移动电话。

5 结语

(1)雷暴天气是指伴有雷电、冰雹、大风和强降水的局地强对流性天气,其危害程度仅次于台风和暴雨洪涝灾害。我国夏季雷电灾害占全年雷电灾害的66%,严重威胁到飞机人工增雨、高炮防雹作业的安全。因此,加强雷暴天气研究和防灾减灾工作,有利于保障我国经济社会可持续发展。

(2)雷暴天气活动具有明显的日变化规律。其中8:00—20:00 为雷暴易发期,13:00—19:00 为多发期。全国年平均雷暴日的地理分布为东南高发区、西南高发区、东北次高区和西北低发区。

(3)雷暴活动的强弱与近地层大气的不稳定、地气温差的高低、相对湿度的大小等关系密切。当不稳定条件越好(SI、LI值越小,CAPE值越大),对流能量越高(热力指标K、TT越大),水汽越多(DCI、PW越小,丰富的水汽供应是雷暴的主要能量来源),雷暴发生的可能性越大。因此,在建立雷暴等强对流天气预报预警模型时,重视不同地区雷暴天气影响因子权重的差异。

雷暴天气篇8

现在新一代的多普勒雷达系统资料应用非常广泛，很多气象学家试图将雷达回波强度应用到数值预报当中，弥补探空资料不足的缺陷。从而提高预报的准确率，在此同时我们利用雷达的回波强度预测雷暴天气，在济南地区当雷达回波强度达到40dbz时发生雷暴天的可能性非常大，所以我们利用降水强度[1]和天气现象，根据Z-I的关系(它表示降水强度和雷达反射率因子的统计公式，其中Z为雷达回波强度，I是降水强度)，将降水强度转化为雷达回波强度，然后根据当时的温度统计得出雷达回波强度和相对湿度之间的线性统计关系，这样我们就能直接通过检测当地的相对湿度来推算出雷达回波强度，根据雷达回波强度预测雷暴天气，同时也为预报雷暴天气提供理论依据。

1 饱和水汽压和相对湿度

1.1 水面饱和水汽压和冰面饱和水汽压

由计算饱和水汽压比较常用和使用方便的的马格努斯(Magnus)经验公式:

其中，E0=6.11hpa是t=0℃时的大气饱和水汽压，对于水面气压，当温度在-49.9:100℃之间时，a=7.63,b=241.9。对于冰面气压，当温度在0:-100℃之间时，a=9.5,b=265.5。从(1)式中我们可以看出饱和水汽压和温度有关系。由式(1)可以画出-49.9:49.9℃温度范围内水面饱和水汽压曲线如图1，同时也可画出0:-79.9℃温度内的冰面饱和水汽压曲线如图2。

从图1和图2中可以看出，无论是水面饱和水汽压还是冰面饱和水汽压都是随着温度的升高而随之增大。在同一温度下水面饱和水汽压大于冰面饱和水汽压，即水面是饱和时冰面是过饱和。不同温度下水面饱和水汽压和冰面饱和水汽压的的差如图3。

其中，Ew表示水面饱和水汽压，Ei表示冰面饱和水汽压。

过饱和度:

式中过饱和度随着温度的降低而增大，如图4所示。

1.2 相对湿度

相对湿度[2,3,4]的定义为:

式中，e是大气实际水汽压值，E是同温度下的饱和水汽压，当水汽压对于水面饱和时，环境水汽压是水面饱和水汽压，相对湿度为其结果为f=Ew/Ew×100%，其结果为100%，对冰面饱和时，环境水汽压则取为冰面饱和水汽压，即为:f=Ei/Ew×100%将马格努斯代入得:

相对湿度随温度变化趋势如图5，从图中可以看出，在冰面饱和时空气的相对湿度随温度的降低可以从100%下降到60%。

2 云中相对湿度

在现实当中，水汽的过饱和度△S很小时就已经开始发生凝结，所以云中水汽被认为是饱和状态。

暖云一般指云顶温度不低于0℃的云，同时指冰相过程在热力学和降水过程都不对其起作用，相对湿度一般认为100%。

冷云一般位于0℃等温线以上既可以由冷却水组成也可以由冰晶组成，同时也可以由二者组成，当云中水汽压对冰面饱和是相对湿度和温度之间的函数，如图5所示，当云中水汽压相对水面饱和时，相对湿度为100%。在冰水混合云中，水汽压介于冰面饱和大气水汽压和水面饱和大气水汽压之间，从而使水滴蒸发并凝结到冰晶上去，在此过程当中水滴减少冰晶增多，相对湿度下降。

从实际的观测数据说明，当出现降水时空气的大气相对湿度并不总是为100%，在大雾的天气情况下才为100%，根据济南地区2009年观测资料得出:在观测降水时观测相对湿度的次数有260次，降水的同时相对湿度是100%的次数仅为7次，只占2.66%。

3 大气相对湿度和雷达回波强度的统计关系

本文主要采用2009年5月到10月之间济南地区单站检测的降水强度、相对湿度、温度、雷暴天气资料。

3.1 资料处理方法

从天气资料我们可以获取降水量，然后由降水量计算出降水强度，最后根据的关系把降水强度换算成雷达回波强度[5,6,7]，同时得出同步的相对湿度与雷达反射率因子的一一对应的关系。它们之间的关系可以用一条直线表示，用一元线性方程得出两者之间的线性方程。

3.1.1 Z-I的关系

瑞利散射条件下，雷达反射率因子Z可定义为:

降水强度I定义为:

式中，Di是降水粒子的直径，N(Di)△D是单位体积中直径为Di到Di+△D区间的雨滴数，ν(Di)是直径为Di的雨滴的下落末速度，ρ是直径为Di的雨滴的粒子密度。Z-I的关系为:Z=A·Ib，其中A、B是我们通过统计得出的，这里取A=200,b=1.6。

3.1.2 统计关系

我们根据不同温度下的降水强度计算出雷达反射率因子，然后把降水时对应的相对湿度与之对应起来，我们可以得出如表1的线性关系，其中f表示相对湿度，Zdbz表示雷达反射强度[8,9,10]，Z表示以mm6/m3为单位的雷达反射率因子:

注:红色代表20-23℃的对应曲线,蓝色代表23-25℃对应的曲线,黄色代表25-27℃对应的曲线,绿色代表27-30℃对应的曲线