山西省2006年雷电灾害成因分析及应对措施

对山西2006年的雷电灾害进行了调查分析,结果表明:该省全年5-8月是雷电高发期;期间,每日14-18时为高发时段;强对流天气暴雨和大暴雨是造成雷灾主要原因。全省落雷高密区有3个,分别为忻州、太原和阳泉—运城一带。针对该省雷灾,提出了相应的防雷减灾措施。

山西省雷电灾害特征统计分析

通过对山西省气象部门收集的2000年-2011年雷电灾害资料的统计，给出了山西省雷电灾害的时窄分布、受损财物情况、人员伤亡情况等；讨论了雷电灾害同闪电分布特征的相关性，分析了遭受雷电灾害的行业、财物等信息，发现山西省的煤矿、文化遗产、农村的雷电灾害损失比较严重；结合山西省实际情况，进一步分析了雷电灾害发生的可能原因及预防对策。

山西省雷电灾害易损性分析与区划

利用山西省2006年-2013年闪电定位数据和2000年-2011年雷电灾害资料，结合山西省自然、社会、经济特征，以雷击密度、综合灾度、经济损失指标以及生命损失指标为雷电灾害易损性评估指标，采用层次分析法确定指标权重，建立雷电灾害易损性评估模型，计算全省各地市雷电灾害易损度，形成山西省雷电灾害易损性区划图。结果表明：太原市、阳泉市位于易损性极高区；晋中、长治、忻州位于易损性高区；临汾、晋城、朔州位于易损性中区；运城、吕粱、大同位于易损性低区。

山西省煤矿雷电灾害特征统计分析

本文通过对山西省2000年-2012年发生的59起煤矿雷电灾害的统计分析，发现微电子设备、配电设备等是煤矿最容易遭受雷击的设备。文中给出了煤矿生产各个系统容易遭受的雷电灾害的类型，易受雷击的部位、原因，讨论了山西省煤矿雷电灾害的地区分布与闪电密度及煤矿数量的关系，并以雄山煤矿为例分析了煤矿雷击的典型案例。

三种干旱指数在山西省干旱分析中的比较

利用1957-2003年山西省30个测站逐月、逐年降水量、平均气温资料、降水距平百分率、帕尔默指数和Z指数等三种干旱指数的计算方法和判定标准,分别在山西省北部、中部、南部和全省的旱涝状况进行判定的基础上,对三种干旱指数的判定结果进行了比较和相关分析。结果表明:(1)从旱涝年发生频次来看,降水距平百分率判别干旱的趋势可信度最高,帕尔默指数次之,Z指数相对较低;(2)在干旱强度判定方面,Z指数判定的干旱级别比降水距平百分率指数偏大二个级别,比帕尔默指数偏大一个级别。帕尔默指数判定干旱的强度比较符合实际;(3)降水距平百分率直观地表现了自然降水的多寡对造成旱涝的影响,Z指数更适用于反映单站的旱涝变化,P指数描述干旱强度方面更占优势。

山西省大雪天气的分析预报

利用1971-2008年山西108个地面气象观测站基本资料和常规观测资料,综合分析了山西大雪天气的主要特征。结果表明:(1)山西大雪天气主要出现在10月～次年4月间,但以3月最多;常出现连续2天以上的大雪天气,且多以局地为主,区域大雪仅占16%。38年来,山西大雪次数年际差异大,其中有3年异常偏多,5年异常偏少,且有两个显著偏少期和一个显著偏多期,但整体上呈缓慢增加趋势,平均增长率为0.259次.(10a)-1;山西大雪次数南部最多、中部最少,北部和中部呈缓慢增加趋势,南部呈减少趋势。(2)山西大雪天气的主要影响系统有地面回流、河套倒槽及两者共同作用等三类,74%的区域大雪天气伴随500hPa阻塞形势。(3)诊断分析表明,大雪区上空上升运动存在两种垂直环流结构,涡度平流下传是导致垂直上升运动加强,出现大雪持续和增幅的重要动力因素;低空超低空急流的维持和加强,不仅是水汽输送和补充的重要途径,而且加强了大范围辐合上升运动,成为对称不稳定的组织者和不稳定能量释放的触发者,同时加强了低空中尺度上升运动;在回流形势影响下,近地层形成"湿冷垫",不仅使得暖湿空气沿其爬升,增湿、冷却达到饱和,而且加强了动力抬升作用,导致大雪的持续和增幅。(4)不同系统影响下高低空流型配置不同,造成的大雪强度、落区、时间均不同。

近50年山西省霜冻特征分析

为了全面认识山西省霜冻天气特征,为农业的精细化区划提供更多参考,利用全省70个地面气象站逐日最低地温资料,采用线性倾向和小波分析等方法,对山西省霜冻特征进行分析。结果表明:(1)山西省初、终霜日及无霜期的空间分布差异明显,最早最晚初霜日相差79天,终霜日相差112天,无霜期相差282天。(2)总体上,山西省初霜日推后,终霜日提前,无霜期延长。20世纪90年代后,初霜日推后的趋势明显加大。初霜日和无霜期的年代际变化存在明显的地域差异,而终霜日不明显。(3)小波分析揭示,山西省初、终霜日以及无霜期均存在多尺度变化特征,但三者存在明显差异,且在不同的时间尺度上,突变点不同。(4)山西省重度霜冻灾害多出现在20世纪60年代和70年代;21世纪以后,出现重度终霜冻灾害的几率增加。因此,采取科学的区划方式,合理调整种植布局,才能有效提高农业产业水平。

山西省防雷检测业务系统研究

防雷装置检测方法是在防雷技术发展的基础上,根据用户的要求和建议开发研究的。新检测仪器选用国内较先进的且技术成熟、符合实际工作要求的仪器设备。新的检测报告书根据山西省实际,按建筑物、易燃易爆场所、计算机机房、煤炭行业四大类进行划分,改变了以往单一的格式,可以满足检测当中所涉及到的行业部门。系统采用VB 6.0编程,操作平台人性化,解决了报告书编制工作量较大和查询不便的问题。

无人机航拍技术在雷电防护中的应用

无人机航拍技术是无人机与摄影技术的结合,是通过飞行器技术、通讯技术、GPS差分定位技术和图像技术的融合实现的一种无人机遥感技术。本研究应用的多旋翼型无人机具有成本低、应用灵活、高效、安全性高、可实现危险区域探测等优势,最高飞行速度为60km/h,最快爬升速度为10m/s,最高飞行高度可以达到3km,并能够轻松搭载微单相机或单反相机执行观测任务。将无人机航拍技术应用于防雷工作,通过测试发现利用无人机航拍技术可以解决一些防雷工作中人工无法处理的问题,包括:高塔、坡屋顶建筑的外部防雷装置的检查、雷击灾害调查及建筑物结构尺寸的估测;对于建筑群的防雷检查,可以大大提高工作效率。无人机航拍技术在雷电防护领域具有良好的应用前景。

山西省神池县风速风向特征分析及应用

以山西省神池县地面气象观测站多年来观测的风向风速资料为依据,分析了该县风向随季节的变化规律,风速的年变化、月变化、日变化特征,指出其结果对当地城市规划、环境评价、空气质量预报以及风能资源的合理开发利用具有良好的参考价值。

MESIS系统山西省本地化开发及应用

气象服务信息系统（MESIS）主要是面向决策气象服务人员的新一代业务服务系统山西省气象决策服务中心对MESIS系统的MICDB数据库、气象制图后台作业系统（MSPGS）和交互制作系统进行了本地化二次开发，并在决策服务业务工作中进行应用。本地化技术开发中解决了数据源选取、资料格式不统一的问题，建立了本省的MICDB数据库；完成了山西省GIS地图模板和后台绘图模型的制作，实现了常规决策气象服务产品图每日定时自动绘制；调整了MESIS系统界面和检索项配置，使MESIS系统界面简单、操作便捷、功能实用。

山西省雷暴日数空间逆向分布原因分析

从山西省夏季大气环流状况和地表特征因子两个方面,分析了山西省雷暴日数空间逆向分布的原因,提出了大地电活动对雷电发生发展存在一定影响的看法。

我国雷电灾害时空分布特征及预警

利用中国气象学会雷电防护委员会编印的《全国雷电灾害汇编》(1997-2006年中)10年的资料,分析了我国雷电灾害的分布和主要特征。同时,根据山西省30年来的地面气象站资料,利用自动站、闪电定位仪和新一代多普勒雷达等新型探测资料,采用OSR方法、FORTRAN和VB6.0等语言,建立了地区性雷电预警业务系统。

旅游景区雷电灾害特征及防御研究

在2000-2013年全国322起旅游景区雷电灾害统计的基础上,根据不同景区的雷灾特征,将旅游景区分为风景区、寺庙观堂、公园广场、文博院馆、森林公园等五类,分别给出了不同景区容易遭受雷击的部位及雷灾特点,并给出了相应的雷灾防御方法;给出了旅游景区人员伤亡情况,发现旅游景区雷灾中,旅游者的伤亡现象严重,分析了造成人员伤亡的雷击环境及应对措施。发生过雷电灾害的地方容易再次发生雷灾,对旅游景区雷电防护尤为重要。

“8.18-19”山西中南部暴雨天气特征分析

利用自动站加密资料、FY-2C卫星产品以及实况探测资料,对2010年8月18-19日发生在山西中南部多站暴雨和2个测站大暴雨的天气过程进行了综合分析。结果表明:(1)此次大范围强降水主要受500hPa切断低压、槽线和副热带高压(下称副高)的共同影响,副高边缘不断生成和消亡的中小尺度对流云团(2个一般对流云团和6个中尺度对流云团(包括1个MCC和5个MCS))是导致暴雨、大暴雨的直接系统;暴雨站上空TBB绝对值变化与降水变化有着较好的一致性。(2)此次降水过程,暴雨区非常分散,存在6个中心,分别表现出典型的β-中尺度和γ-中尺度特征,其分布呈现出双峰、单峰和孤立单峰等多种型式,具有先沿着500hPa引导气流向东北发展,再随着副高撤退又向东南压的特点。(3)地面自动站风场资料显示,此次暴雨天气过程存在涡旋降水、切变降水和辐合降水3种类型,其降水强度和持续时间均存在明显的差异,但暴雨落区却与它们和副高的相对位置有关。(4)A指数诊断揭示,高湿气团在高不稳定层结背景下,沿副高边缘不断抬升到高空,与来自高纬地区的强冷空气相遇,导致了强降水;在对流层中、高层,转化项是涡度发展的主要因子,使得垂直运动不断加强,成为不稳定大气的动力强迫因素。

山西一次低空偏东风暴雪天气结构特征分析

应用常规地面、探空观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2011年11月28-29日山西低空偏东风暴雪天气结构特征进行了探讨。结果表明:(1)这次低空偏东风暴雪是由高空西风槽、低空切变线、地面回流和倒槽共同影响造成。降雪前约18 h,山西925~850 hPa上空出现东北风;降雪前约12 h,山西中南部地面出现较强东北风,强降雪期间地面东北风强劲;降水开始前,低空东北风是干冷性质,降水开始后低空东北风是湿冷垫。(2)暴雪的水汽来源主要是源于西太平洋的偏东风水汽输送在北部湾附近转向的西南水汽与南支槽前的西南气流在西南地区汇合北上,再与西风槽前西南水汽结合;强降雪出现在700 hPa水汽通量中心西北侧等值线密集区且风向气旋性辐合的偏南气流区域。(3)强降雪伴随山西上空深厚湿层、500 hPa以下明显水汽辐合,以及800 hPa以上对流层中强上升气流,而上升区下是明显的下沉气流,这是由低空偏东风的契入产生的。(4)强降雪期间300 hPa西风急流不断东移南压,山西位于其入口区右侧,出现强辐散,有利于地面河套倒槽发展、维持,以及垂直上升运动的增强。

3次回流倒槽作用下山西大(暴)雪天气比较分析

为进一步做好山西省降雪天气预报,为农业生产提供更为精细的气象服务,满足农业防灾减灾和政府决策需求。选取2011年2月9—10日、2月25—28日和2010年3月13—14日的3次回流与倒槽作用下产生的大雪或暴雪天气过程,利用多种探测资料,全面比较分析了3次过程的降雪特征、环流形势演变及流型配置、各种物理量特征及其差异。结果表明:(1)由于高低空流型配置、水汽输送特征和动热力结构特征存在较大差异,造成3次过程的降雪强度、强降雪落区和持续时间不同。(2)强降雪过程中,地面存在中尺度切变、中尺度涡旋和中尺度辐合3种结构,3种结构的降雪特征差异较大。(3)卫星云图上分别表现为高空槽云系过境型、槽后云团发展型和锋面云系影响型,TBB的变化和对流层中上层水汽含量的增加对预报强降雪有指示意义。因此,充分掌握这些特征及其差异,并提炼关键的预报技术指标,才是做好此类天气精细化预报的重要途径。

煤矿雷电灾害特征及防御研究

通过对全国2000—2011年的160起煤矿雷电灾害的统计分析,发现微电子设备、配电设备、生产设备等是煤矿容易遭受雷击的设备,其中微电子设备发生雷灾61起,配电设备36起,生产设备22起;分析发现监控设备、变压器是微电子和配电设备雷灾的重灾区,矿井设备的雷灾容易引起瓦斯爆炸等重大安全事故;通过对雷灾特征的分析给出了煤矿不同设备易受雷击的原因,讨论了微电子设备、配电设备、生产设备等易受雷击设备的雷电防护措施。

山西一次区域性暴雨过程的ATOVS资料同化模拟分析

为探索卫星资料同化在山西暴雨数值预报中的应用效果,应用WRF-3DVar同化系统同化ATOVS资料,并利用同化后的分析场作为中尺度数值模式的初始场,对2013年7月3—4日发生在山西南部的一次暴雨天气过程进行数值模拟和对比分析。结果表明:(1)直接同化ATOVS资料能够很好地改善模式初始场的温度场、湿度场及风场,主要表现为山西中南部湿度增大、南北温差减小以及对流层中低层西风分量增大,这样更有利于低层水汽向山西中南部输送、集聚;(2)直接同化ATOVS资料后,模式能够很好地模拟降水发生、发展过程中各个相关物理量的演变,特别是更好地刻画了大暴雨站点上空湿度和垂直速度的演变过程,在湿度增大、垂直上升运动加强时刻,出现短时强降水,且对于触发短时强降水的切变线的移动发展以及反映短时强降水的对流有效位能和反射率因子也有较好体现;(3)直接同化ATOVS资料后模式对强降水落区和量级的预报都有较大改进,对中雨以上降水量级的预报站点TS评分都有明显提高,空报率和漏报率明显降低。