雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警雷電臨近預(yù)報(bào)

臨近預(yù)報(bào)(nowcasting)是指0～2 h的天氣預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)觀測(cè)資料是主要的決策依據(jù)，如雷達(dá)、衛(wèi)星、閃電定位儀、大氣電場(chǎng)儀等。美國(guó)空軍第45天氣中隊(duì)總結(jié)出的以雷達(dá)為工具的雷電臨近預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，主要用到了最大回波強(qiáng)度及其出現(xiàn)高度、強(qiáng)回波體積、頂高等參數(shù)，對(duì)單體雷暴、砧狀云、碎云等的云閃、地閃的預(yù)報(bào)提供了不同的規(guī)則，特別是選用了云頂高度參數(shù)作為預(yù)報(bào)因子，并在1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)的氣象保障預(yù)警業(yè)務(wù)中得到應(yīng)用。不同地區(qū)的雷暴活動(dòng)特征是不一樣的，因此，在我國(guó)的雷電臨近預(yù)報(bào)中如何有效地利用各種觀測(cè)資料還需要大量的研究工作。

雷電監(jiān)測(cè)定位技術(shù)是通過(guò)對(duì)閃電輻射的聲、光、電磁場(chǎng)(包括了無(wú)線電測(cè)向技術(shù))信息的測(cè)量，進(jìn)而確定閃電放電的空間位置和放電參數(shù)。短暫的閃電放電輻射出了自基低頻(very lowfrequency,VLF)至特高頻(ultra high frequency,UHF)很寬頻帶的電磁脈沖，頻率范圍從極低頻到特高頻，其中以VLF/LF(1ow frequency，低頻)輻射為最強(qiáng)。閃電電磁脈沖輻射場(chǎng)探測(cè)手段在地基閃電定位技術(shù)上應(yīng)用最為廣泛。低頻段一般采用磁定向法(magnetic direction finder,MDF)、時(shí)差法(time of arrival,TOA)以及磁定向和時(shí)間差聯(lián)合法；甚高頻段一般采用窄帶干涉儀定位法(interferometer,ITF)或者時(shí)差法從探測(cè)站點(diǎn)布設(shè)方式上可分為單站定位和多點(diǎn)聯(lián)合定位。

利用單站的電場(chǎng)觀測(cè)難以估計(jì)雷暴云的位置，其預(yù)警區(qū)域和提前預(yù)警時(shí)間是非常有限的，并且存在一些不確定性另外，由于地面大氣電場(chǎng)測(cè)量受安裝環(huán)境的影響較大，尤其是在城市地區(qū)，很難找到理想的安裝條件。因此，不同站點(diǎn)采用的平均電場(chǎng)預(yù)警指標(biāo)是不一樣的，需要進(jìn)行場(chǎng)地校正或根據(jù)長(zhǎng)期觀測(cè)尋找經(jīng)驗(yàn)判據(jù)。

對(duì)于過(guò)境的雷暴，由于電場(chǎng)儀的有效響應(yīng)范圍有限，能夠提前預(yù)警的時(shí)間受很大限制(當(dāng)然，組網(wǎng)觀測(cè)或其他觀測(cè)，如雷達(dá)、衛(wèi)星、閃電定位等)。而對(duì)于電場(chǎng)儀觀測(cè)網(wǎng)區(qū)域內(nèi)新生的雷暴云，理論上地面電場(chǎng)觀測(cè)能夠達(dá)到很好的預(yù)警效果(采用電場(chǎng)平均變化趨勢(shì)作為預(yù)警指標(biāo))，這還需要用實(shí)際觀測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。 2100433B

雷電預(yù)警預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)由雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品生成、人機(jī)交互決策以及雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布三大部門組成，簡(jiǎn)述如下。

(1)雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品生成

根據(jù)雷電預(yù)警預(yù)報(bào)方法，使用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形處理等技術(shù)編制應(yīng)用軟件，自動(dòng)滾動(dòng)生成多種雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

(2)人機(jī)交互決策

上述產(chǎn)品運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動(dòng)上網(wǎng)，供預(yù)報(bào)員使用。預(yù)報(bào)員根據(jù)本地地形、下墊面等特征，對(duì)預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行訂正，做出雷電預(yù)報(bào)結(jié)果，并根據(jù)雷電預(yù)報(bào)等級(jí)，發(fā)布雷電警報(bào)。

（3）雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布

雷電預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品除了通過(guò)電視、廣播、報(bào)紙等發(fā)布外，還可以通過(guò)12121氣象咨詢臺(tái)、短信專用平臺(tái)和Web服務(wù)等形式發(fā)布。12121氣象咨詢臺(tái)主要服務(wù)于各地電話用戶，短信專用平臺(tái)主要面向廣大的移動(dòng)通信用戶，特別是及時(shí)向邊遠(yuǎn)山區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)領(lǐng)導(dǎo)及廣大群眾發(fā)布雷電預(yù)警信號(hào)，Web服務(wù)主要是通過(guò)因特網(wǎng)向?qū)I(yè)用戶提供服務(wù)。

雷電預(yù)警雷電黃色預(yù)警

6小時(shí)內(nèi)可能發(fā)生雷電活動(dòng)，可能會(huì)造成雷電災(zāi)害事故。

雷電預(yù)警雷電橙色預(yù)警

2小時(shí)內(nèi)發(fā)生雷電活動(dòng)的可能性很大，或者已經(jīng)受雷電活動(dòng)影響，且可能持續(xù)，出現(xiàn)雷電災(zāi)害事故的可能性比較大。

雷電預(yù)警雷電紅色預(yù)警

2小時(shí)內(nèi)發(fā)生雷電活動(dòng)的可能性很大，或者已有強(qiáng)烈的雷電活動(dòng)發(fā)生，且可能持續(xù)，出現(xiàn)雷電災(zāi)害事故的可能性非常大。

雷電災(zāi)害是強(qiáng)對(duì)流性天氣造成的主要災(zāi)害之一，由于雷電形成迅速而給其預(yù)警預(yù)報(bào)帶來(lái)了極大的困難。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的研究和業(yè)務(wù)人員在利用雷達(dá)和衛(wèi)星等探測(cè)資料進(jìn)行雷電預(yù)警預(yù)報(bào)方面做了大量深入的研究工作。中國(guó)氣象科學(xué)研究院近期開展了雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)和方法研究，并開發(fā)了雷電臨近預(yù)警系統(tǒng)軟件(Lightning Nowcasting and Warning Systems,CAMS-LNWS)。但是我國(guó)雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)和方法的研究剛剛起步，目前還沒有成熟的可供預(yù)報(bào)服務(wù)實(shí)際使用的業(yè)務(wù)產(chǎn)品，沒有開展有針對(duì)性的雷電預(yù)警預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。