林区干雷暴及雷电监测的研究

通过对雷击易发区的调查,对气候、可燃物、火源种类等特征进行相关分析,结果表明:每年4月下旬至5月初为雷暴发生期,5月份以后强对流天气进一步增强,进入5月中旬后,为干雷暴发生最为频繁时段也是极易发生林火的危险时期。安装雷电监测系统,可以探测雷电发生的时间、方位、密度和强度等雷电特性;结合气象雷达和卫星资料,分析引发森林火灾的可能位置,作出预报。

高纬度林区干雷暴与雷击火时空分布特征及其相关分析

为进一步明确干雷暴天气过程中雷击火防范重点,采用2006—2015年大兴安岭山脉东北部高纬度林区闪电定位数据、逐小时降水量数据和雷击火数据,构建网格数据确定干雷暴阈值,采用ArcGIS对干雷暴和雷击火的时空分布特征进行分析,并研究其相关性。结果表明,研究区内雷击火主要发生在5—7月,占2006—2015年雷击火总数量的86.2%,高频月份为7月。发生过雷击火区域的面积占总面积的13.26%,雷击火高频区域为漠河县、呼中区和新林区,雷击火发生地域具有聚集性和重复性。干雷暴主要发生在7月。干雷暴高发区呈双带状分布,漠河县中东部、塔河县西南部、呼中区东北部、新林区和松岭区大部分为干雷暴的高发区域。干雷暴发生后48 h内为雷击火防范的重点时段;高频干雷暴相邻区域内,260~460 m的针叶林和草甸低山阳坡为雷击火防范的重点区域。

北京地区干湿雷暴形成机制的对比分析

利用多普勒雷达变分分析系统,结合局地非常规观测资料,对北京两次雷暴过程,即2008年8月14日湿雷暴(伴有强降水,简称"814")和8月24日干雷暴(弱降水,简称"824")形成的环境物理条件进行了较深入的对比分析,结果表明:(1)影响"814"的天气系统,主要是高层500 hPa稳定的东北冷涡槽和与之配合的850 hPa切变线,850 hPa以下整层空气湿润,北京位于比湿值大于12 g·kg^(-1)和地面相对湿度大于90%湿舌区,中低层具有由湿度差动平流引起的对流不稳定;"824"高层盛行平直的偏西风,低层有反气旋,地面有冷锋快速过境,850 hPa以下整层空气干燥,北京处于比湿小于6 g·kg^(-1)和相对湿度小于30%区,中低层有明显的温度差动平流。(2)"814"北京上空存在较强的整层垂直风切变,500～1500 m风向随高度有明显顺转,增强低层暖湿入流,有利于雷暴迅速组织发展,整层合成风小,雷暴移速慢;"824"则相反,垂直风切变弱,没有明显的低层暖湿入流,不利于雷暴组织加强,整层合成风大,促使对流系统快速东移。(3)"814"是一次多单体雷暴相互影响,并相继碰撞合并的湿雷暴群事件,上游雷暴降水产生强的冷池出流与前方低层偏东风暖湿气流形成辐合线,迫使暖湿气流抬升,加上强热力不稳定和垂直风切变,有利于新对流单体产生,而多个雷暴冷池出流形成的阵风锋之间的相互碰撞,进一步加剧了这种不稳定,导致冷池之间雷暴新生或加强;"824"是一次伴随冷锋的线状对流系统快速东移过程,上游雷暴冷池出流阵风锋前沿没有明显的偏东风暖湿气流配合,缺少中尺度抬升机制和暖湿入流,新生雷暴难以生成和发展。

干雷暴与森林火险关系研究进展

干雷暴是一种在防火期内极易造成森林火灾的天气过程,国外已将其作为火险天气预报的重要组成部分进行了数十年研究,但在国内可供借鉴和参考的相关内容并不多。文中从干雷暴的特征和形成条件、预测及应用等方面梳理了国内外研究脉络,并对存在的问题和未来研究趋势进行了探讨和展望。基于我国林区探空监测站不足的特点,建议使用地面气象资料模拟输出探空数据,并借鉴国外闪电活跃等级、RF99等干雷暴预测研究成果,结合加拿大火险天气指数,在我国干雷暴引发雷击火较多的大兴安岭地区进行探索性应用,以减少这种灾害性天气对生态环境的危害。

北京地区干湿雷暴数值试验对比研究

使用多种常规、非常规观测资料,结合WRF模式云尺度数值模拟和敏感性试验,对2007年8月6日和2008年8月23日发生在北京地区的两次强雷暴天气过程进行观测和数值模拟对比研究,前一过程为孤立单体雷暴造成的局地强降水过程,后一过程为干雷暴天气过程。结果表明:1)前一过程是由高层中α尺度低槽携带分裂南下的弱冷空气与副高西侧低层暖湿气流相互作用而形成的副高外围对流性暴雨;后一过程发生在850 hPa及以下层次相对湿度小于30%且无暖湿平流输送的干燥环境背景条件下,地面冷锋是此次雷暴发生的主要强迫机制。2)在一定环境垂直风切变条件下,水汽条件是形成北京地区干、湿雷暴天气的关键因子。3)数值模拟结果显示,前一过程模拟开始30 min后,地面开始出现降水,雷暴区近地面层风速辐合增强,同时在近地面层出现冷池,冷池强度约-1℃;到60 min,降水进一步增强,冷池强度增强为-3℃,同时产生冷池出流,出流强度达到14 m.s-1,表现为典型的单体雷暴降水。后一过程地面无明显降水产生,未能产生明显冷池及冷池出流。模拟得到的降水量、冷池强度等与两次过程的观测实况基本一致。4)改变水汽条件的敏感性试验显示,干、湿雷暴天气可互相转化。

北京干湿雷暴过程的地基微波辐射资料对比分析

利用北京城区两部地基微波辐射仪资料,结合自动站、加密探空和雷达等局地非常规观测资料,对北京地区2008年8月14日"湿雷暴"(强降水伴有雷电)和24日"干雷暴"(强雷电伴有弱降水)过程发生前的局地环境大气温湿廓线特征进行对比分析。研究结果表明:1)干湿雷暴发生前大气层结明显不同。湿雷暴探空层结曲线呈"漏斗"型,低层暖湿、高层冷干,有利降水产生;雷暴发生前不稳定能量较高,无对流抑制能,具有较强的热力不稳定。干雷暴探空层结曲线呈"倒V字"型,低层干、中层有浅薄弱逆温,不利于降水产生;对流抑制能较大,对流发展需要有较强抬升力。2)两次过程对流不稳定能量积累和释放方式不同。湿雷暴不稳定能量缓慢积累并逐渐释放,大气层结由不稳定逐渐趋于稳定。干雷暴过程则相反,不稳定能量快速积累并迅速释放,产生强雷电。3)大气中低层水汽密度和液态含水量快速增长对强降水具有一定的指示意义。降水发生前,湿雷暴的湿垂直廓线发生明显变化,从地面到3 km,水汽密度比干雷暴约高4 g·m-3,液态水含量在3～6 km激增。干雷暴则相反,湿垂直廓线无明显变化,各层液态水含量不超过0.1 g·m-3。

森林雷击火防控技术研究

对国内外雷击火典型事例进行了归纳、梳理,深入分析了雷击火特征、发生机理、时空分布特点,并从火灾发现定位、火情预判、接近火场、安全扑救等4个方面总结森林雷击火防控中的难点,并提出相应对策,展望森林雷击火防控未来研究方向,为雷击火科学高效防控提供依据。

森林雷击火成因与防控对策

归纳整理国内外雷击火典型案例,深入剖析雷击木特征、雷击火发生机理、时空分布特点,结合森林消防队伍灭火实战经验,从火灾发现定位、火情预判、接近火场、安全扑救等4个方面总结雷击火防控难点,并提出相应对策,对雷击火未来研究方向进行展望,以期为雷击火科学防控提供依据。

大兴安岭林区雷击火发生的相关条件研究

对大兴安岭林区的雷击火的研究表明:可燃物、干雷暴和较高的地形构成了雷击火发生的火环境。雷暴,特别是干雷暴出现时,遇到降水少、地面温度增加,相对湿度降低,可燃物干燥的情况,就容易引起火灾。纬度越高的林区,雷击火越多,N51°以北海拔800m以上山脉的腹部或山顶的落叶松-偃松林、樟子松-偃松林内地区为雷击火发生最集中区域。一次干雷暴天气过程,可以同时引起多起雷击火。雷击火多发生在6～8月,发生时段主要集中在下午14～17时。

利用森林燃烧环理论做林火预报的探讨

森林燃烧是自然界燃烧现象中最复杂的一种。随着森林燃烧环理论的发展,林火预报方法也应相应地进行改进。本文仅就东北气候特点分析森林燃烧环各因子(A.可燃物类型;B.火环境;C.火源)在森林燃烧中的作用和地位分别予以打分的方法,做林火预报的探讨。一、森林燃烧环中各因子的地位和得分标准A.可燃物类型可燃物类型是森林燃烧环的物质基础,没有可燃物就谈不上燃烧。因此燃烧取决于可燃物的大小、结构状态,理化性质和数量分布。林火预报应建立在这个物质基础之上。当可燃物类型不同,各种可燃物的数量分布及易燃性有区别。根据可燃物的易燃程度分别打分(见表1)。

大兴安岭地区森林燃烧性的研究

本文以能量的观点和火强度的理论,讨论和分析大兴安岭地区各种森林类型的燃烧性。一、研究地区自然概况该地区位于北纬48°10′-53°35′,东经121°10-127°,山脉连绵,但起伏不大,坡度平缓,多为低山丘陵。丘陵低山间常有较宽的平沟谷,这些地方多被草甸植被所占据,构成了该地区的火灾策源地,该地区冬季干冷,夏季凉温,为我国高寒地区,年平均气温0℃以下,地面积雪长达4-5个月之久。年平均降水量400-500mm,主要集中在7-8月份,为全年降水量的一半,春季3-6月份,空气干燥,气温变率大,多风。此期间,是森林火灾发生的重要季节;该地区的植被是以兴安落叶松为主的针阔混交林,可分为两种类型:(1)次生林,主要树种为喜光的落叶阔叶林,是人为火的发源地;(2)原始林,主要分布在伊勒呼里山以北地区,林型是以兴安落叶松为主的针叶林和针阔混交林。在春夏之际常发生干雷暴,容易造成雷击火。

艰苦的非洲之行

1965年,我从哈尔滨入伍到长春空军第一预备学校,当年12月到中国民航高级航校学习飞行。1969年2月毕业后,分在当时民航北京管理局,后入天津第23飞行训练大队,1979年由天津训练大队抽调到北京改装波音707飞机。我真正从事专机飞行是从1982年开始的。第一次参加专机飞行,我就感到责任重大。专机不是每个飞行员都能飞,这些人都经过了精挑细选,每年还要由组织写出鉴定,包括技术情况、生理情况等等。