卫星观测的我国近海海域闪电分布特征

“风云四号”：守望人间“冷暖”航天科技水平，是“智慧气象”的重要成果之一。

②“风云四号”卫星作为我国的第二代静止卫星，采用三轴稳定工作方式，这种方式可以保证卫星的观测仪器长时间连续对地观测，相对于“风云二号”卫星的自旋稳定工作方式，大大提高了观测效率。

简单来说，就是“风云二号”像一个在太空中不断旋转的“陀螺”，转一圈用时600毫秒，对地球的有效观测时间是33毫秒；而“风云四号”则像在太空中支起了一个“三脚架”，可以一直对准地球进行观测。

然而这种工作方式的改变，背后却包含着大量技术难关的攻克。

③在太空中，太阳的光压和带来的辐射温度的变化对卫星运行有着非常重要的影响，自旋的“陀螺”可以通过旋转均匀受热，保证卫星的热量均衡和姿态稳定。

而到了三轴稳定的三脚架，太阳照射的一面和背对太阳的一面温度差异高达几百摄氏度，巨大的热形变给卫星平台工作和图像定位配准带来了超乎想象的困难。

美国在发射第一颗三轴稳定静止卫星时，就曾因技术难题一再推迟发射时间。

“风云四号”卫星和地面应用系统的技术团队提出了独特的星地一体化技术路线，突破了关键技术，实现了基于测量的高精度实时图像导航和配准，在轨运行的结果验证显示，完全达到了预计指标要求。

④“风云四号”卫星除了姿态稳定方式上的进步外，最重要的就是搭载了四个先进的观测仪器，这“四大天王”就是多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间天气监测仪。

其中扫描成像辐射计的通道数量由“风云二号”的5个增加到14个；观测时间分辨率提高1倍，可每15分钟实现一次全圆盘扫描，最快可以每1分钟生成一次区域观测图像；最高空间分辨率较“风云二号”提高近6倍，达到500米。

⑤干涉式大气垂直探测仪实现了静止轨道晴空大气的高精度温度、湿度廓线探测，其观测能力是现有地面测空系统的上千倍，将为提高天气预报准确率和精细化水平提供重要助力。

简单来说，成像辐射计和大气垂直探测仪就像照相机和CT仪，成像计是对大气拍照片，观测快速运动的大气；垂直探测仪则是对晴空大气做CT扫描，实现大气垂直结构上的切片观测，可谓是“看穿大气的天眼．．．．．．．”。

FY-4卫星闪电成像仪设计与实现梁华;鲍书龙;陈强;赵学敏;李云飞【摘要】介绍了我国第一台探测闪电的空间光学遥感仪器——风云四号(FY-4)卫星装载的闪电成像仪的设计与实现.给出了空间光学闪电探测原理.FY-4A星闪电成像仪采用小F数透射光学系统,用双镜头拼接实现大视场覆盖;采用高稳定度超窄带多腔干涉滤光片实现闪电信号滤波,以高速多抽头大光敏元CCD器件为敏感元件获取闪电与背景图像,由实时事件处理器在积分时间内按像元完成焦面数据的多帧背景评估、背景去除、阈值比较和闪电事件编码;采用与闪电事件一致的视场分辨率进行空间滤波,降低云层、陆地和海洋等背景信号对闪电信号的影响.研制的闪电成像仪由闪电成像仪主体、闪电信息处理盒、闪电管理与温控盒和闪电配电盒组成,设计了闪电探测、地标观测和FPGA程序上注三种工作模式.FY-4A星闪电成像仪研制中突破了闪电成像仪分系统总体、超窄带滤光片应用、高帧率CCD器件、实时事件处理器,以及闪电成像仪实验室标定与验证等关键技术.闪电成像仪的指标与国际同类仪器相当.至目前为此在轨测试表明:该闪电成像仪能实现对不同强度闪电事件实时探测,具备对强对流天气过程完整监测和跟踪能力.展望了后续我国闪电成像仪技术的发展和应用需求.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】9页(P43-51)【关键词】FY-4卫星;闪电探测;静止轨道闪电成像仪;实时事件处理器;闪电事件;光谱滤波;空间滤波【作者】梁华;鲍书龙;陈强;赵学敏;李云飞【作者单位】北京空间机电研究所,北京100076;北京空间机电研究所,北京100076;上海卫星工程研究所,上海201109;北京空间机电研究所,北京100076;北京空间机电研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】P427.321闪电与产生强降雨的雷暴气象现象有密切联系，通过观测闪电，可对雷雨的分布、变化、定位，以及规模大小的确定等有极大的帮助。

深圳地区不同天气流型夏季短时强降水和闪电的时空特征作者：孙京蔡然柴健周悦来源：《大气科学学报》2021年第03期摘要利用高時间分辨率的分钟级雨量资料及LS8000闪电定位仪地闪数据，对比分析2014—2017年台风型、低压型、西南季风型和切变线型天气系统引发的深圳地区夏季短时强降水和闪电活动，并通过分析降水和闪电的日变化、降水频次、闪电峰值、持续时间、雷达回波顶高等，探讨不同天气流型引发的降水和闪电的时空分布特征。

结果表明，四种天气流型引发的深圳地区短时强降水伴随闪电的对流活动主要集中发生在凌晨至08时和12-14时。

台风型产生的短时强降水对应的闪电活动主要集中发生在降水强度为20～30 mm·h-1时，且该类型产生的闪电主要以负地闪为主。

低压型、西南季风型和切变线型中有80%以上的闪电活动主要发生在降水强度超过50 mm·h-1。

对于降水量小于40 mm·h-1的闪电活动，切变线型是产生该量级降水的主要天气系统，也是该地区产生年平均地闪频次最多的天气系统。

其中，该系统引发的此类对流活动的雷达回波顶高以2～4 km为主，并有72%的对流过程对应的零度层高度小于5 km。

关键词强降水;闪电;时空分布;天气流型“雷暴”通常是指伴随强烈雷电天气现象的积雨云，或指伴有强烈雷电活动和阵性降水的“局地风暴”或“对流性风暴”系统，而强对流天气是指强烈的雷暴系统所伴随的短时强降水、冰雹、强风、龙卷等剧烈天气（郑媛媛等，2011）。

近年来在全球变暖的气候背景条件下，强对流天气明显增多，特别是突发性和局地性雷暴大风、短时强降水、冰雹和强雷电等气象灾害频繁发生。

伴有短时强降水的雷暴系统很容易导致城市内涝、地质滑坡等次生灾害（俞小鼎等，2012;陈传雷等，2017），是珠江三角洲地区主要灾害性天气之一。

2010年5月7日广州大暴雨，降水持续了6 h，降水量达213 mm，最大小时雨量99.1 mm，导致严重的城市内涝，直接经济损失约5.4亿元（伍志方等，2011）。

基于2种观测资料对我国闪电活动特征分析作者：陈道辉钟博宏来源：《现代农业科技》2016年第15期摘要近年来，由于我国的地理环境差异性较大以及气候各不相同，造成了我国的闪电活动具有一定的空间分布特征，闪电的发生往往伴随着暴雨等气候，给人们的生活以及整个生态系统均构成了威胁。

利用2010—2014年OTD/LIS以及ATD定位资料，采用了统计学方法，对我国闪电密度空间分布以及闪电频次日、月变化以及经纬度变化特征进行研究。

结果表明：对于闪电密度空间分布情况，这2种观测资料具有较好的相似性。

统计出的闪电密度主要集中在我国沿海区域，而在西北区域闪电活动相对较少，闪电频次日分布情况，这2种观测资料具有一定的差异性；根据OTD/LIS资料，闪电频次月变化呈单峰值变化趋势，而对于ATD资料，闪电频次月变化呈单谷-单峰值变化类型。

对于闪电频次经纬度分布情况，这2种观测资料具有较大差异性。

关键词 OTD/LIS；ATD；闪电密度；经纬度；闪电活动；中国中图分类号 P427.32+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）15-0218-04Abstract In recent years，due to the large geographical differences and climate vary，resulting in lightning activity of a certain spatial distribution of lightning occurs often accompanied by rain and other weather，to people′s lives and the entire ecosy stem constitute a threat. In this paper，using of OTD/LIS and ATD location data from 2010 to 2014，statistical methods were employed，the spatial distribution of lightning，daily，monthly change characteristics of lightning density，and latitude and longitude variation characteristics were studied. Results showed that：The lightning density spatial distribution of these two observations have good similarity. Lightning density statistics are mainly concentrated in China′s coastal regions，and in a relatively small area northwest of lightning activity，lightning frequency distribution of the next day，two observations have some differences. According to OTD/LIS data，frequency of lightning monthly change showed a single peak trend，while data for the ATD monthly change of lightning frequency showed a single valley-single-peak variation type. For the frequency of lightning latitude distribution，these two observations have greater difference.Key words OTD/LIS；ATD；lightning density；latitude and longitude；lightning activity；China雷暴天气是产生于对流系统中的天气现象，且闪电现象具有地域、时效等特征。

基于TRMM LIS观测的亚洲闪电活动分析的开题报告一、选题背景及研究意义闪电是地球电磁环境中最强的自然放电现象之一，其强烈的电磁辐射和巨大的能量释放对人类和生态环境都有着重要影响。

亚洲作为世界第一大陆，其闪电活动具有极高的地理分布和季节变化特征，近年来呈现出不断加强的趋势。

因此，了解亚洲闪电活动的时空分布规律和趋势变化，对于预防天气灾害、保护人们生命财产安全以及合理利用闪电等具有重要意义。

TRMM LIS（Tropical Rainfall Measuring Mission Lightning Imaging Sensor）是美国所属的卫星遥感数据系统，其拥有高分辨率、时间分辨率及光电探测灵敏度等优势，可以全方位、实时探测地球上的闪电活动。

因此，基于TRMM LIS观测的亚洲闪电活动分析，对于提高闪电监测技术和预测能力，实现对亚洲地区重大灾害风险的有效评估，促进人类社会安全与可持续发展有着重要意义。

二、研究内容及方法本研究通过收集TRMM LIS卫星数据，采用时空分布统计、聚类分析及遥感模型等方法，深入探究亚洲地区的闪电时空分布规律、季节变化特征和趋势变化等因素，阐明亚洲闪电活动的驱动机制和发展趋势。

具体研究内容包括：1. 采用TRMM LIS卫星数据，分析亚洲各主要地区的闪电频次、年际变化趋势等相关指标，深入了解其时空分布规律和产生原因。

2. 利用聚类分析方法，对不同时间段闪电分布的空间特征进行聚类分析，对其进行分类，揭示亚洲各主要区域闪电活动的时空分布规律。

3. 基于TRMM LIS观测数据，运用遥感模型等方法，探究闪电活动与环境因素（如降水、温度等）之间的关系，进一步阐明亚洲闪电活动的驱动机制。

三、研究预期成果通过本研究，预期可以得到以下成果：1. 全面深入了解亚洲地区的闪电活动现状、空间分布规律和季节变化特征，为防灾减灾和应对天气灾害提供理论支撑。

2. 利用聚类分析等方法，对各主要地区闪电活动的时空分布规律进行分析和分类，提高闪电监测技术和预测能力，推进天气预报技术水平。

闪电定位密度数据泰森多边形优化方法冯真祯;张烨方;郑栋栋;张泉峰;杨超【摘要】With the purpose of distinguishing and revising the abnormal values of lightning location data and improving the accuracy of lightning location products,this study uses such methods as the Tyson polygon,the hypothesis test of data distribution,abnormal values (with the Five-Number Summary) to establish a technique that associates with the manual observation of lightning days to distinguish the abnormal grid data of lightning density location on the lightning positioning gird density map.The application case of Fujian Province is discussed.The results show that there are certain detection errors or data loss of lightning location data in the northern and western parts of Fujian Province;the correction is conducted in the areas with unusual values by the artificial observationo[lightning data;the method can be used in the areas with less lightning location instruments to distinguishes and optimizes the abnormal values of lightning location data.%从识别、修订闪电定位监测数据异常值、提高闪电定位监测产品准确度的目的出发,以闪电定位栅格密度图为研究对象,结合人工观测雷电日数据及国内外对小电流幅值闪电数据剔除的研究成果,引入泰森多边形、数据分布假设检验、异常值(五数概括)处理算法等模型,建立了可用于判别和优化闪电定位监测数据栅格密度异常值的方法,以福建省为例,对该方法进行了实例应用.结果表明,在福建省西、北部区域,闪电定位监测数据存在一定探测误差或数据丢失的情况,并使用人工观测雷电日数据对这些异常值所在的区域进行了修订,该方法适用于闪电定位仪覆盖数量较少区域的闪电定位监测数据异常值识别与优化应用.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】6页(P1011-1016)【关键词】闪电定位;人工观测雷电日;异常值处理;泰森多边形【作者】冯真祯;张烨方;郑栋栋;张泉峰;杨超【作者单位】福建省防雷中心,福州350001;福建省防雷中心,福州350001;福建省龙海市气象局,漳州363100;福建省三明市气象局,三明365000;厦门市防雷中心,厦门361012【正文语种】中文【中图分类】P49闪电是严重的气象灾害之一，对闪电进行科学的监测与分析是防御闪电灾害的重要环节。

雷暴系统中闪电活动及其与雷达回波之间的关系雷暴系统中往往伴随着闪电的发生发展，雷暴出现时必有强烈的积雨云活动,往往有阵雨、冰雹、大风、龙卷风等伴生。

产生雷暴的积雨云称雷雨云.闪电頻率指示着雷暴的强弱，雷达回波强度达到一定强度后和闪电有很好的对应关系，回波越强闪电的密度越大.本文主要分析了2005年至2020年共16年间青藏高原、青藏高原东麓、中国东部地区以及中国境内海洋中雷暴的统计资料。

通过对四个区域雷暴的月变化、日变化的对比，确定不同下垫面条件下雷暴的差异。

通过分析闪电频率与雷达回波和极化修正温度的关系来判断闪电频率与对流强度的对应关系，为天气预报做出指示。

一、研究目的及范围雷暴（Thunderstorms）是伴有雷击和闪电的局地对流性天气，雷暴是一种中小尺度的强对流天气系统。

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。

雷达经由天线发射出去，遇到障碍物会有波形反射回来，成为雷达回波。

雷达回波强度"dBZ"可用来估算降雨和降雪强度及预测诸如冰雹、大风等灾害性天气出现的可能性。

一般地说，它的值越大降雨、降雪可能性越大，强度也越强，当它的值大于或等于40dBZ时，出现雷雨天气的可能性较大，当它的值在45dBZ或以上时，出现暴雨、冰雹、大风等强对流天气的可能性较大。

当然，判断具体出现什么天气出现时，除了回波强度（dBZ）外，还要综合考虑回波高度、回波的面积、回波移动的速度、方向以及演变情况等因素。

本文主要研究北20°~35°N,75~135°E从2005年至2020年共16年间雷暴中的闪电活动与雷达回波之间的关系从而反应出闪电与对流强度的关系，为判定降水提供依据。

二、数据来源1997 年发射升空的热带测雨卫星为研究热带地区全球尺度上和区域尺度上降水提供了重要手段。

TRMM 携带的测雨雷达能够提供降水系统的三维结构特征，与微波成像仪、可见光／红外辐射计以及闪电成像仪的联合观测进一步提高了对降水结构特征及对流特征的探测能力，为分析热带、副热带深对流系统的时空分布、三维结构特征以及对流属性提供了非常便利的条件。

闪电活动的气候学特征研究进展张义军1马明1,2吕伟涛 1陶善昌 21. 中国气象科学研究院雷电物理和防护工程实验室，北京，1000812. 中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥，230026摘要综述了闪电活动与气候和气候变化相关研究的一系列最新进展。

这些研究表明全球闪电活动可以通过卫星光学方法、地面的单站舒曼共振法以及低频多站时差法进行观测，其结果指出全球闪电密度高值区主要分布在海岸地区、山地地区、中尺度气旋多发地区以及热带辐合带的辐合区内，大陆、海岛、沿海地区所发生的闪电占全球的88%，全球3个闪电密度极大值依次出现在赤道地区的非洲刚果、南美洲大陆和东南亚。

大量的研究结果表明全球闪电活动是与气候和气候变化相关的，在日、5 d、季、半年、年、ENSO、10 a多个时间尺度上，闪电活动对温度做出了一定的正响应，但在更长时间尺度上这种敏感性似乎是减弱的。

闪电活动因易于被持续监测而可以作为监测气候一些重要参数变化的有利工具。

闪电活动是氮氧化物（NOx）的重要产生源，这与臭氧等温室气体以及地球辐射之间存在密切关系。

在短时间尺度上，对流层上层水汽和全球闪电活动之间存在非常好的相关性。

气溶胶对雷暴以及闪电活动的影响还不明确。

气候变化与雷暴和闪电活动之间的相互耦合机制还有待于更多的观测和深入的研究。

关键词 :闪电，气候，温度，气溶胶，水汽资助课题:国家自然科学基金(40705001,50875003)作者简介：张义军，从事大气电学研究。

E-mail:zhangyj@2008-10-08收稿,2008-12-31改回.中图法分类号 P427.3Review on climate characteristic of lightning activityZHANG Yijun 1 MA Ming 1,2 LU Weitao 1 TAO Shanchang 21. Laboratory of Lightning Physics and Protection, Chinese Academy of MeteorologicalSciences, Beijing 100081，China2. School of Earth and Space Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026，ChinaAbstractLatest research results indicate that lightning can be measured by using satellite optical sensor, Schumann resonances and the time of arrival (TOA) techniques at very low frequency. It is observed that high lightning density areas mainly lie in seaboards, mountains, high frequency mesoscale cyclone areas and convergent regions of the tropical convergence zone. 88% of global lightning discharges occur in continent, island and seaboard areas. The three regions hit most frequently by lightning are Congo in equatorial Africa, South America, and South and Southeast Asia. A lot of studies reveal that the global lightning activity is directly linked to the Earth's climate and climate change. The global lightning activity responds positively to temperature changes on many time scales, such as diurnal, pentad, intraseasonal, semiannual, annual, ENSO, and decadal time scales. However, the sensitivity of lightning to temperature appears to diminish at longer time scales. Since lightning can be monitored easily and continuously, it may become a useful tool for monitoring changes in important climate parameters. The lightning dischargeis a significant producing source of nitrogen oxides (NOx) in the atmosphere, which is closely associated with ozone production and the Earth's radiation balance. There appears to be a robust positive correlation between lightning activity and upper tropospheric water vapor on short time scales. The effect of aerosol on thunderstorm and lightning is uncertain. More observations and investigations are needed to identify the coupling mechanism between lightning and climate change.Key words :Lightning, Climate, Temperature, Aerosol, Water vapor。