卫星观测到的青藏高原雷电活动特征_郄秀书

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利用TRMM卫星分析青藏高原中尺度对流系统闪电特征

为政为主。这不仅造成了社会资源的极大浪费，而且不利于关键技识的不断增强，传统汽车的发展速度已经放缓，而电动汽车因其环术的突破。这在一定程度上造成了我国在电动汽车技术方面和国外境污染小，噪音低等优点被越来越多的消费者所接受。因此电动汽发达国家相比有一定差距，技术瓶颈有待解决，电机和控制器基础车的开发和应用已经成为世界各国汽车行业积极探索的焦点。虽然组件等产品，仍然依靠进口国外产品。所以我国电动汽车的发展任电动汽车目前还存在一定难题，但相信经过世界各国汽车行业研发重而道远。人员的共同努力，电动汽车的技术会日益成熟，基础充电设施会１３而在充电设施方面，尽管充电基础设施建设在国内外普遍得到高度渐完善，电动汽车走进千家万户的日子指日可待。
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科技论坛
利用ＴＲＭＭ卫星分析青藏高原中尺度对流系统闪电特征
姜天奕
（民航河北空管分局，河北石家庄０５０８０２）摘要：利用热带测雨卫星（ｍＭＭ）１９９８年至２００５原始轨道资料，研究了青藏高原地区中尺度对流系统的闪电活动特征。结果发现，青藏高原地区中尺度对流系统闪电密度小，闪电能量较弱。分析认为青藏高原高海拔地形导致对流不稳定能量偏低，而过低的对流不稳定能量造成了ＭＣＳ的闪电活动具有独特的高原气候特点。关键词：中尺度对流系统；ＴＲＭＭ卫星；青藏高原；闪电
９５％以上。
＼ — 一～ √ 一

两次强雷暴系统中雷电的人工引发及其特征放电参量的测量与估算

两次强雷暴系统中雷电的人工引发及其特征放电参量的测量与估算两次强雷暴系统中雷电的人工引发及其特征放电参量的测量与估算中纬度地区的雷电灾害常由过境的强雷暴系统引起,但是自然雷电放电电流的直接测量十分困难.2005年夏季在两次强雷暴系统过境期间,利用火箭拖带金属导线的人工引发雷电技术,成功引发雷电5次,并在放电通道底部测量到了完整的1μs时间分辨率的雷电电流波形以及距雷电通道水平距离为60和550 m处的同步地面电场变化资料.研究表明,5次人工引发雷电都包含有1～10次不等的大电流回击放电过程,电流峰值平均为11.9 kA,变化范围为6.6～21.0 kA,与自然雷电继后回击电流峰值基本一致.回击电流波形的半峰值宽度为39 μs,较通常结果要大.回击电流峰值IP(单位:kA)和中和的电荷量Q(单位:C)之间满足关系式:IP=18.5 Q0.65.在60和550 m处,回击引起的微秒量级辐射场变化分别为5.9和0.39 kV/m,随水平距离r(m)的增加回击辐射场以r-1.119的规律衰减.根据传输线电流模式,估算的回击速度为1.4×108 m/s,变化范围为(1.1～1.6)×108 m/s.由于人工引发雷电放电过程与自然雷电的相似性,所得到的结果可应用于自然雷电灾害的防护设计中.作者：郄秀书张其林周筠珺冯桂力张廷龙杨静孔祥贞肖庆复吴书君作者单位：郄秀书(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州,730000;中国科学院大气物理研究所,北京,100029)张其林,周筠珺,冯桂力,张廷龙,杨静,孔祥贞,肖庆复(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州,730000)吴书君(山东省滨州气象局,滨州,256612)刊名：中国科学D辑ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE IN CHINA(SERIES D) 年，卷(期)：2007 37(4) 分类号：P5 关键词：人工引发雷电特征放电参量电流波形近距离电场变化强雷暴。

中国内陆高原不同海拔地区雷暴电学特征成因的初步分析

中国内陆高原不同海拔地区雷暴电学特征成因的初步分析张廷龙;郄秀书;言穆弘;赵阳;张广庶;张彤;王彦辉【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2009()5【摘要】通过分析中国内陆高原西藏那曲、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,不同地区间雷暴电学特征有其共性,但也存在一定的差异。

根据过顶雷暴的地面电场演变特征,内陆高原地区雷暴可以分为特殊型和常规型两类。

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),且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。

结合4个地区的地面气象要素以及探空资料的分析,发现不同地区对应的部分热动力参量以及大气层结参数存在显著差异。

分析表明,地气温差和暖云区厚度对雷暴云LPCC的强弱有显著的指示意义,当地气温差越大、暖云区厚度越薄时,雷暴云LPCC 的强度相对较大;反之,雷暴云LPCC的强度及范围都较小。

数值模拟结果表明,特殊型雷暴云内最大上升气流区存在的范围以及总比含水量大于常规型雷暴,上升气流的强弱以及WCD的大小在很大程度上决定了云内水成物粒子的浓度。

【总页数】12页(P1006-1017)【作者】张廷龙;郄秀书;言穆弘;赵阳;张广庶;张彤;王彦辉【作者单位】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;中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室【正文语种】中文【中图分类】P427.321【相关文献】1.中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演2.西北内陆高原雷暴云电活动与微物理场特征的相关性3.云贵高原台地一次雷暴过程电学特征及降水粒子分布观测分析4.高原地区不同海拔高度腹型过敏性紫癜患者临床特征分析5.青藏高原不同海拔地表感热的年际和年代际变化特征及其成因分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

闪电的光辐射能分布特征

闪电的光辐射能分布特征
郄秀书;谢屹然;Ralf Toumi
【期刊名称】《高原气象》
【年(卷),期】2004(23)4
【摘要】对TRMM卫星上装载的闪电成像仪(LIS)所获取的闪电光辐射能进行了分析,发现在不同地区和不同的空间、时间尺度上闪电光辐射能都很好地遵循对数正态分布。

文中利用了一个国际上公认的一维雷暴云起电和放电模式,对闪电放电中和的电荷量进行了数值模拟。

蒙特卡罗算法表明,闪电放电所中和的电荷量也遵循对数正态分布,云中的软雹浓度、破碎系数、温度递减率、放电的电场阈值等参量的综合作用可以对其进行较好的解释,而其中任意一种参量的单独作用则不然。

【总页数】5页(P476-480)
【关键词】TRMM卫星;闪电光能辐射;放电参数;对数正态分布
【作者】郄秀书;谢屹然;Ralf Toumi
【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所;Department of Physics, Imperial College
【正文语种】中文
【中图分类】P427.3
【相关文献】
1.凉山州太阳辐射能的气候学计算及分布特征 [J], 吴申华;周开富
2.基于VLF/LF三维闪电定位系统的广西闪电时空分布特征 [J], 卢炳夫;植耀玲;黄
伊曼;覃章;郭媛
3.基于VLF/LF三维闪电定位系统的广西闪电时空分布特征 [J], 卢炳夫;植耀玲;黄伊曼;覃章;郭媛
4.25～100MHz频段闪电脉冲辐射能量频谱特征 [J], 董万胜;刘欣生;张义军;陈慈萱;王建国
5.新疆太阳高度和辐射能分布特征研究 [J], 王秀琴;傅玮东;段维;杜红
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江西闪电特征海拔高度影响分析

江西闪电特征海拔高度影响分析刘海兵;张云峰;李玉塔【摘要】利用2004-2015年江西省闪电定位系统监测的地闪资料,通过数理统计、线性回归等方法,重点分析不同海拔高度变化对江西闪电特征的影响,分析结果表明:①江西省闪电主要发生在海拔高度0～500m的平原、丘陵(占地总面积7.4×104 km2)和小起伏山地(总面积6.1×104km2),占总闪电次数的83.5％,其中91.0％的正闪电发生在这些地区;②闪电密度大小随海拔高度的增加而减小,而且在不同的海拔高度其变化率不同.正负闪电平均强度随海拔高度的增加而增强,且其变化率在各海拔高度区段内不同,正闪电的变化比较明显,负闪电的变化幅度相对正闪电比较小;③江西省多雷区所占比例最大,强雷区基本上分布在江西南部,多雷区和强雷区大部分是地处0～500m的平原、丘陵和小起伏山地;在500～2200 m的山区里,大部分地区为少雷区.%The cloud-to-ground flash data (2004-2015) monitored by the J iangxi lightning location system is analyzed,throughthe methods of statistics and linear regression to reveal the impact of different altitudes on lightning characteristics.The results show:(1) In Jiangxi Province,83.5％ of lightning and 91.0％ of positive lightning occurred in the plain and hill areas (with the total area being 74000 km2) and mountain area (the total area being 61000 km2) at the altitudes of 0 to 500 m above sea level.(2) The lightning density gradually decreases with the increase of altitude and the rate of change is different at the different altitudes;the current intensity of positive and negative lightning increases with the increase of altitude,and the rate of change is different at the different altitudes;the change of positive lightning is significant,and thevariation of negative lightning is less than that of the positive lightning.(3)The proportion of heavy lightning area is the largest and the heavy lightning areas are basically in the southern Jiangxi;the heavy lightning and strong lightning areas are in the plain,hill and mountain areas with the altitudes ranging from 0 to 500 m;the weak lightning area is mainly in the mountain area with the altitudes ranging from 500 to 2200 m.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】7页(P342-348)【关键词】皮尔逊(Pearson)检验;相关性;等值线图;闪电特征;闪电定位系统【作者】刘海兵;张云峰;李玉塔【作者单位】南京信息工程大学,南京210044;江西省上饶市气象局,上饶334000;南京信息工程大学,南京210044;江西省气象局,南昌330046【正文语种】中文【中图分类】P427目前，对于不同海拔高度的闪电特征，国内外很多专家学者都开展了研究，并取得了一定的成果。

青藏高原飞机场雷电灾害风险评估研究

关键词：飞机场；雷电风险；研究
引言
信、电力和数据处理系统等的正常运行有着关键性的影响。
雷电灾害是一种爆发性的自然灾害，其危害随
灾害是一种风险，防治灾害就是管理并降低或
着社会信息化和电子化的发展变得更加明显而广者消除风险。为此，需要正确认识和评估风险，对于
泛。雷电灾害长期不断地威胁人身安全和财产安全雷电灾害来讲就是开展雷电灾害风险评估，进而实
承灾体易损性评价主要研究内容包括评估单元划分、评估单元特性评价、评估单元的抗灾性能分析。 2.3 灾情损失评估
灾情损失评估是指评估单元内一定时段可能发生的一系列不同强度自然灾害给评估单元造成的可能后果。雷击灾情损失包括：人身伤亡损失、公众服务损失、文化遗产损失、经济损失四类。 2.4 减灾对策
雷击次数 N 的确定要着眼于参数精度的提高，
最好的方法是使用地闪频率来代替落雷密度。地闪
频率由卫星和地面闪电定位仪的观测数据而确定，
可以将雷电频率 F 的精度提高到一个崭新的定量水
平，进而提高雷击次数 N 的精度。
3.2 雷电频率 F
雷电频率是指特定地区在一定时期内雷电发生
的次数，单位:次·年-1·km-2。其数值取决于该地区的
减灾决策的风险分析所要回答的问题是：如果采取了某种减灾对策，一旦出现预期以外的自然灾害打击力，出现额外损失的可能性如何的问题。
3 参数研究
雷电灾害风险评估参数包括雷击次数 N、雷灾概率 P、雷灾损失 D、雷灾风险 R 和雷电防护级别与防护效率 E 等 5 类基本参数，所有参数共同形成一个评估参数体系。各个参数的具体内容包含参数的
图 1 青藏高原年平均雷暴日数分布图 1.2 雷暴的季节变化

西藏地区雷暴的气候特征及其变化规律

西藏地区雷暴的气候特征及其变化规律作者：达琼来源：《读写算·教研版》2015年第05期摘要：本文主要利用2008年至2014年西藏雷暴观测资料的统计分析，对西藏地区的雷暴气候特征以及变化规律进行总结。

分析结果表明，西藏地区是我国雷暴日数较多的地区，通过本次调查显示，该地区年均雷暴日数在56.3d左右，尤其是那曲地区年均雷暴次数已经超出80d，在夏季雷暴气候对西藏地区的农业、航空、通讯、交通等带来了极大的影响，对此，作者主要通过对西藏地区雷暴气候特征及其变化规律进行详细的分析，希望可以对预防雷暴危害带来一定的帮助。

关键词：西藏地区；雷暴；气候特征；变化规律中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）05-023-01近些年来，雷暴危害受到诸多国家的重视，而且，雷暴危害也被列为严重自然灾害之一，对很多行业的发展以及正常运行都造成极大的影响。

雷暴主要是局部地区的强对流天气所产生，经常伴有暴雨、大风、冰雹、龙卷风等天气灾害，危害性极大。

为了对雷暴危害的预防和控制，很多专家主要针对一些高原地区、西北地区等进行了雷暴气候的研究，并从多个角度认识雷暴气候。

作者主要利用2008年至2014年西藏地区雷暴观测资料的调查，来对西藏地区雷暴气候特征及其变化规律进行分析。

一、西藏地区雷暴的气候特征分析根据西藏地区雷暴气候的相关资料的统计分析，（2008年至2014年）主要对西藏地区划分为四个区域（如图1所示），再对每个区域的雷暴情况进行详细划分[1]。

Ⅰ区主要为强雷暴区域，主要包括那曲、江孜、浪卡子、当雄、索县、安多等，主要以那曲地区为主，平均每年的雷暴日数已超出80.5d；Ⅱ区主要为多雷暴区域，主要包括日喀则、班戈、隆子、嘉黎、丁青、加查、拉孜、泽当、申扎、拉萨等，主要以拉萨为主，平均每年的雷暴日数超出50.8d；Ⅲ区主要为中雷暴区域，主要包括昌都、改则、南木林、尼木、定日、芒康等，平均每年的雷暴日数超出32.4d；Ⅳ区则是与其他三个区域相比，雷暴日数相对较少的区域，平均每年的雷暴日数不超过24.1d，该区域主要以南部边缘地区、阿里大部、左贡、林芝地区东南部、波密等，其中波密是平均每年雷暴日数较少的区域，自2008年至2014年，波密的雷暴日数年均6.8d。

高原雷暴地闪回击辐射场特征分析

高原雷暴地闪回击辐射场特征分析
张其林;郄秀书;王怀斌
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2003(23)9
【摘要】该文主要利用微秒量级时间分辨率的慢天线电场变化仪资料,对甘肃平凉地区雷暴过程中云地闪电首次回击和继后回击的远区辐射场特征进行了观测研究,
并与国内外结果进行了对比分析。

发现高原夏季雷暴过程中的闪电特征具有较大的独特性,平均而言,高原雷暴正负地闪首次回击辐射场波形的过零时间分别为63ms、66ms;正负地闪首次回击负反冲深度分别为20%、31%,其二者均介于美国夏季雷
暴和日本冬季雷暴之间。

负地闪首次回击和继后回击初始峰值之后,通常叠加有明
显的次峰现象,而正地闪相对较少,相邻次峰间隔依次增大,相对强度依次减小。

【总页数】5页(P94-98)
【关键词】闪电放电;雷暴;地闪;辐射场;特征分析;高电压技术;特征参量
【作者】张其林;郄秀书;王怀斌
【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TM8;P427.321
【相关文献】
1.一次多回击负地闪放电过程的甚高频辐射和传输特征分析 [J], 孙竹玲;郄秀书;刘明远
2.基于小波的地闪首次回击辐射场的多重分形分析 [J], 苟学强;张义军;董万胜;郄秀书
3.青藏高原东部地区雷暴及其地闪活动特征分析 [J], 辛雪琪; 赵阳; 田建兵; 陶心怡
4.平凉黄土高原地闪VHF辐射特征分析 [J], 曹冬杰;张广庶;张彤;王彦辉
5.地闪回击辐射场波形的重构及地闪放电参量的估算 [J], 张其林;郄秀书
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梯队组成姓名出生年月职称学科专业在教学中承担的工作

一、梯队组成二、队伍构成教学队伍的人员构成，学历结构：两位博士、两位硕士，年龄结构：50 岁以上2人、41～50 岁1人、31～40 岁2人、20～30岁１人，毕业于南京气象学院1人、毕业于中国科学院1人、兰州大学4人，人员配置：教师4人、专职实验室教师2人，从以上数字可以看出教学队伍的学历结构、年龄结构、梯队结构比较合理，教学组成员的学科方向以大气探测学为主，涉及相关学科，教师熟悉国内外相关领域教学和科研动态及其关键问题。

各位教师均参与辅导答疑和实验教学，辅导教师或实验教师/学生比例最近五年平均保持在1:15左右。

三、教师简介袁九毅教授，男，生于1951 年4 月，硕士生导师。

1976 年毕业于兰州大学气象专业，现任兰州大学大气科学学院党总支书记、副院长，兰州大学质量环境评价研究中心主任。

现任中国环境学会，环境评价分会常委，甘肃省环境学会副理事长，兰州市环境学会理事。

长期从事环境专业教学和环境影响评价工作，担任过大气探测学，环境学概论，环境影响评价，区域环境影响与规划等课程的讲授。

承担过各类不同项目的环境影响评价工作，主持完成了国家环保局区域环评重点试点项目“兰州市西固地区发展环境影响评价”。

获甘肃省科学技术进步二等奖两项，发表论文三十余篇，出版著作二部。

主要研究方向为环境质量评价与环境规划和大气探测。

主要讲授《大气探测学》、《大气探测学实验》《环境质量评价》等课程及参与校内和野外实验、实习，课程的辅导答疑，参与教学研究。

讲授的主要课程有《气象观测》、《大气探测学》、《环境学概论》、《环境影响评价》、《区域环境影响与规划》等课程。

近几年的主要著作和发表的论文有：1、A NEW KINETIC MODEL OF PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF FORMIC ACID IN UV/TiO2 SUSPENSION STYTEM WITH IN-SITU MONITORING，React.Kinet.Catal.Lett，2/4，2008年。

中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演

张廷龙，郄秀书，袁铁，等．中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演．大气科学，２０，３ｓ：１２￣１２０８Ｚ（）２１２７
ＺｈｎｎｌｎａｇＴｉｇｏｇ，ＱｉｕｈｕｅＸｉｓ，ＹｕｎＴｉ，ｅ１Ｔｈｅｃａａｔｒｓｉｓｏｌｕ－ｏｇｏｎｉｈｎｎｌｓｓａｄｃａｇｔｕｔｒｆａｔｐｃｌｔｕ — ａｅｔａ．ｈｒｃｅｉｔｆｃｏｄｔ－ｒｕｄｌｔｉｇｆａｈｅｎｈｒｅｓｒｃｕｅｏｙｉａｈｎｃｇ
关键词电荷结构
文章编号
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内陆高原
点电荷模式
中图分类号Ｐ２ —１２ —００６— ８５（０８５２１８
ＴｈｅＣｈｒｃｅｉｔｃｆＣｌｕ＿ｏＧｒｕｇｔｎｇＦｌｓｅｎｄＣｈａｇａａｔｒｓｉｓｏｏｄｔ－ｏｎｄＬｉｈｎｉａｈｓａｒｅＳｒｃｕｅｏｐｉａｔｕｔｒｆａＴｙｃｌＴｈｕｅｓｏｍｎＣｈｉｅｅＩｌｎａｅｕｎｄｒｔｒｉｎｓｎａｄＰｌｔａ
ＺＨＡＮＧｎｌｎＴｉｇｏｇ，ＱＩＸｉｓｕ，ＹＵＡＮｅ，ＺＥｕｈＴｉ。ＨＡＮＧａｇｈＧｕｎｓｕ，
ＺＨＡＮＧｎｇＴｏ。ａｄＺＨＡＯｎｎＹａｇ
１ＬｂｒｔｒｏｌｔＥｎｉｎｎｎｓｓｒｆＷｅｔｒｉＣｌｎｉｇｏｓｖｒｎｔｔｌｎｎｉｅｒｇａｏａｏｙｆｒＣｉｅｖｒｍｅｔｄＤｉｔｓｓｎＣｎｍａｏａａｅｏｅｈａ，ｏｄａｄＡｒＲｅｉｎｉｏｍｎａｄＥｇｎｅｉｄＥｎａｎＲｅｅｒｈＩｓｉｔ，ＣｉｅｅａｅｆＳｉｎｅ，Ｌｎｈｕ７００ｓａｃｎｔｕｅｈｎｓＡｃｄｍｙｏｃｃｓａｚｏ３００ｔｅ２Ｌｂｒｔｒｏｉｄｅｍｓｈｒｎｌｂｌｎｒｎｅｔｂｅｖｔｎ，ＩｓｔｔｆＡｔｓｈｒｃＰｙｉｓｈｎｓＡｃｄｙａｏａｏｙｆｒｄｌｏｐｅｅｄＧｏａｖｏｍｎｓｒａｉＭＡｔａＥｉＯｏｎｔｕｅｍｐｅｉｈｓ，Ｃｉｅｅａｅｉｏｏｃｍｏｃｅｃｓｅｉｇ１０２ｆＳｉｅ，Ｂｉｎ０９ｎｊ０３ＣｌｇｆＡｔｓｈｒｃｅｃｓＬｎｈｕＵｉｅｓｙ，ａｚｏ７００ｏｌｅｍｐｅｉＳｉｎｅ，ａｚｏｎｖｒｉＬｎｈｕ３００ｅｏｏｃｔ

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顶部处于对流层中部而具有独特的环流和天气气候特征 , 其热力和动力作用对欧亚乃至北半球的大气环流也具有重要影响 , 并对南亚季风的触发起着关键作用。因此 , 对这一地区的动力和热力特征的研究已经较多 , 而对其闪电活动特征的研究尚不多见。事实上 , 青藏高原夏天常常被活跃的对流云所覆盖 , 并有很多的雷暴、冰雹、阵雨发生[ 8] 。钱正安等[ 9] 研究发现 , 1979 年雨季青藏高原中部的对流云占总云量的 90 %以上 , 下午和傍晚的云覆盖率超过 80 %以上。对青藏高原对流活动的了解一般是通过对气象卫星云图[ 10, 11] 或天气雷达图像[ 12 , 13] 的研究而得到的。深度对流的主要特征之一是产生强烈的闪电 , 因此研究其产生的雷电活动 , 为了解对流活动提供了一条重要途径。同时 ,
对闪电活动的研究也将有助于理解青藏高原的加热过程和水循环过程。但是 , 由于青藏高原地势高 , 环境恶劣 , 在这里进行大气电学的实际观测受到很大的限制。热带降雨测量任务(T RMM)卫星上所携带的闪电成像器(L IS)得到的闪电资料为研究这里的闪电特征提供了独特的手段。本文将利用 LIS
收稿日期 :2002-09-16 ;改回日期 :2002-11-26 基金项目 :中国科学院知识创新工程重要方向和重大项目(KZCX2-201 , K ZCX 1-S W-04);国家自然科学基金“ 十五” 重点项目(40135010)
共同资助作者简介 :郄秀书(1963 —), 女 , 河北平山人 , 博士 , 研究员 , 主要从事大气电学研究 .E-mail :qiex @ns .lzb
郄秀书1 , Ralf Toumi2
(1 .中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 , 甘肃兰州 730000 ; 2 .D epart ment of Physics , Imperial College , London SW 7 2BZ)
摘要 :利用 T RM M 卫星上携带的闪电探测系统获取的闪电定位资料首次对青藏高原上的闪电活动进行了研究。研究发现 , 青藏高原上的闪电活动呈现出大陆性气候特征 , 但是受其特殊地形的热力和动力特征所调制 , 高于 93%的闪电活动发生于 5 ～ 9 月之间 , 并在夏季出现单一闪电活动峰值。随着地表加热和湿度的增加 , 闪电活动在 5 月份开始明显增加。较高的闪电密度发生在高原的中部 , 揭示了闪电活动与地形特征的相关性。 63 % 的闪电活动发生于 14:00～ 18:00(地方时 , 下同)之间 , 而只有 <3 %的闪电发生于 00:00 ～ 10 :00 之间。闪电光辐射能的时平均值也呈现出明显的日变化 , 随着太阳的升起 , 闪电光辐射能在 08:00 开始增加 , 并在 10 :00 达到稳定的极大值 , 直到 02:00 开始明显减小。闪电的光辐射能在高原北部呈现最大值 , 高原西部呈现最小值。青藏高原上的闪电放电强度比其它地区弱得多 , 其差别归因于高原上较低的对流不稳定能量。关键词 :闪电 ;T RM M 卫星 ;青藏高原 ;对流不稳定能量中图分类号 :P427 .3 文献标识码 :A
第
22 卷第 3 2003 年 6 月
期
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高原
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ol .2 2 June ,
No .3 2 00 3
文章编号 :1000-0534(2003)03-0288-07
卫星观测到的青藏高原雷电活动特征
(c)L hasa , (d)Shiquanhe, (e)Beiluheyan and (f)total region
库 , 1994 年 Yanai 等[ 11] 发现 , 在青藏高原上从春末到夏季随着地面空气湿度的增加 , 边界层逐渐变为干对流稳定和湿对流不稳定。与我们的闪电变化研究结果一致。本研究最显著的特征是 5 月份青藏高原的闪电活动 , 它占全年总闪电活动的 13 %。表明青藏高原上在 5 月份的加热过程已经很活跃 , 闪电活动是青藏高原加热过程的一个很好的指示器。 >91 %的闪电活动发生于 5 ～ 8 月之间 , 与高原的雨季吻合。 3 .2 青藏高原闪电活动的日变化图 3a ～ f 给出了青藏高原 5 个地区以及整个地区 4 年来闪电活动的日变化。总体来讲 , 高原上的闪电活动在早晨很弱 , 到下午增加很快 , 并于 15 :00 ～ 17 :00 达到峰值。在青藏高原中部 ,
regions are marked by five 2.5°×2 .5°squares.T hey are marked by CP , EP , SP , W P and N P
受 L IS 视野的限制 , 我们的研究区域限于 29° ～ 36°N , 80°～ 100°E 。为使研究具有代表性 , 我们选择了 5 个研究区域以代表青藏高原不同的地理环境和地面条件。图 1 给出了青藏高原地区的地形特征分布和我们所选择的分析区域。5 个研究区域用 2 .5°×2 .5°的小方框表示 , 包括位于高原中部的那曲(32°N , 92°E)、东部较湿润的康定(30°N , 102° E)、西部半干旱地区的狮泉河(32 .5°N , 81°E ;海拔高度为 4300 m)、南部受季风影响的拉萨(29 .0° N , 90°E ;海拔高度为 3700 m)和北部相对干冷的北麓河沿(35°N , 92°E ;海拔高度为 4500 m)。发生于各站 2 .5°×2 .5°内的闪电活动用于代表该地区的闪电活动。
3 青藏高原闪电的时空分布特征
3 .1 闪电的季节变化图 2a ～ f 给出了 1998 —2001 年 5 个区域内闪电的年变化直方图。图 1f 是 5 个区域的总体变化。在高原中部闪电活动常开始于 4 月份 , 并在 6 月份达到最大值 , 一直到 8 月份闪电活动都比较活跃 , 最后一次闪电发生在 10 月份。青藏高原的闪电活动从东到西有明显的季节变化。在青藏高原东部 , 闪电活动同样发生于 4 月份到 10 月份 , 并于 5 月份达到最大值 , 占全年闪电活动的 22 %。 6 月份到 9 月份的闪电活动相差不大 , 各月闪电活动占总闪电活动的 14 %～ 17 %。在青藏高原西部 , 首次闪电活动发生于 5 月份 , 最后一次闪电发生于 9 月份 , 而 8 月份的闪电活动明显高于其他月份 , 占总闪电活动的 58 %。在青藏高原南部 , 闪电活动在 3 个夏季月呈现出类似的闪电活动 , 大约 75 %的闪电发生于这一期间。 5 月份的闪电活动占总闪电活动的 16 %。在青藏高原北部 , 闪电活动开始于 5 月份 , 最多闪电活动月为 7 月份 , 最后一次闪电发生于 10 月中旬。青藏高原闪电活动季节变化的单峰分布与空气的加热过程和湿度的年周期有关。在温暖季节 , 较高的地表温度和湿度为对流提供了充足的热动力和大气背景 , 有助于对流的形成和发展。尽管存在着区域差别 , 青藏高原不同地区的闪电活动仍有一些共同的特征 , 闪电活动发生于 4 月到 10 月份之间 , 并从 4 月到 6 月不断增加 , 直到 8 月份都保持一个活跃的雷电活动期 , 从 8 月份到 10 月份闪电活动的迅速减少标志着雷暴季节的结束。通过利用青海高原气象实验(QXPM EX)和首次全球大气研究计划(GARP )全球实验(FGGE)资料
3 期郄秀书等 :卫星观测到的青藏高原雷电活动特征 289
资料首次对青藏高原地区闪电活动的时空特征进行研究 , 并与其它结果进行对比分析。
2 资料来源和分析区域
本文所用资料来自于 LIS 1998 年到 2001 年所获取的闪电资料 , 由美国 Marshall 空间飞行中心的全球水文和气候中心(GHCC)提供。 L IS 可以探测发生于对流层的总闪电活动 , 包括云闪和地闪。 T RMM 卫星于 1997 年 11 月 28 日发射至距地球 350 km 高的近地轨道上 , 轨道的倾角为 35°, 可以探测到青藏高原的大部分地区。 L IS 的重要部件是一个 128 ×128 的 CCD 阵列 , 采样率 >500 帧 / s 。由于广角镜头的使用 , 在 350 km 高度上可以看到地球上 600 km ×600 km 的区域 , 空间分辨率为 3 ～ 6 km 。 LIS 以 >7 km·s-1的速度围绕地球运转 , 可以监视一个孤立雷暴或雷暴系统所发生的闪电约 80 s 。 LIS 通过一个中心波长为 777 nm 的窄带滤波器来探测闪电 , 实时事件处理器(RT EP)可以去除背景光信号 , 因此即使云在被太阳光照射时也可以探测到闪电 , 中午的探测效率可达 77 %[ 14] 。它可以给出闪电发生的时间、位置、持续时间和闪电光辐射能等。由 LIS 观测到的光辐射能虽然受到在云中传播路径上散射衰减的影响 , 但在一定程度上反映了闪电放电的强度[ 4] 。本文所用信息包括闪电的光辐射能、持续时间和回击数目。
图 1 青藏高原地区的地形特征分布等高线间隔为 1500 m , 5 个区域分别用 2 .5°×2 .5°的方格代表 , CP 、 EP 、 S P、W P 和 N P 分别代表中部、东部、南部、西部、北部 Fig .1 T he topog raphy of Qinghai-Xizang Plateau showing the research area .T he interv al between smoothed topo graphic contours is 1500 m .The research