雷電預警預報資料

對於衛星資料在雷電臨近預警中的套用，目前CAMS_LNWS採用的是輻射亮溫TBB資料。隨著全國地閃定位站網和局部地區總閃定位系統的建設，閃電資料在雷電預警中將起到越來越重要的作用。通過區域識別、跟蹤和外推算法，可以對已經發生閃電的區域進行識別，利用一段時間的監測資料就能進行跟蹤和預測，特別是總閃定位系統能夠提供雲閃的信息，可以為地閃提供更長的預警時間。

基本介紹

• 中文名：雷電預警預報資料
• 外文名：Lightning warning and forecasting data
• 資料1：衛星觀測資料套用
• 資料2：雷達資料套用
• 資料3：閃電監測資料的套用
• 資料4：大氣電場資料套用

衛星觀測資料套用

對於衛星資料在雷電臨近預警中的套用，目前CAMS_LNWS採用的是輻射亮溫TBB資料，採用下述預警指標：

(1)雙TBB閾值設為T1(D.TBB)和T2(D、TBB).且T1(D、TBB)〉T2(D.丁BB)，例如可分別選-32℃和-52℃。對TBB≤T1(D.TBB)的lx、域進行識別、跟蹤和預測，在這些區域中如果存在TBB≤T2(D、TBB)的格點，則認為該區域有可能發生閃電，預警提前時間為tF(D.TBB)。則從最後一個時次開始，在跟蹤結果中往前搜尋一直符合上述條件的區域，設該區域符合上述條件的最早時刻為to(D.TBB)，則預測to(D,TBB)+tF(D.TBB)之後該區域可能發生閃電。

(2)TBB遞減率閾值T(C.T.C)該指標需要至少兩個時次的資料，對TBB≤T1(C.T.C)(可取為-32℃)的區域進行識別、跟蹤和預測，對每個區域中的最小TBB的變化進行計算，如果某個區域最小TBB的遞減率超過T(C.T,C)，則認為該區域有可能發生閃電，預警提前時間為tF(C,T.C)。後面的處理與上述雙TBB閾值法類似。TBB遞減率閾值可取為0.5℃/min，對於地閃的預警，國外的研究結果表明tF(C.T.C)為0.5 h或更長時間。

雷達資料套用

通過對北京地區2005年夏季的20個單位雷達資料與探空和閃電資料結合進行的綜合分析，得出了40DBZ回波頂高是作為該地區雷電預警比較合適的雷達特徵回波參量的結論。而回波頂高所需要達到的特徵高度稍微有別於國外的研究結論，需要在達到0℃層結高度以上

後在結合-10℃層結高度、P值(40DBZ回波突破0℃層結高度後，單體在這個高度上40DBZ以上回波占25DBZ以上回波的體積百分比)的變化等判據進行進一步的判斷。

利用雷達資料對單體是否發生閃電，以及初次閃電發生時間段的預報方法可以歸納為以下幾個步驟：

（1）觀察單體40DBZ回波頂高隨時間的變化。如果40DBZ回波頂高度突破並維持在0℃層結高度之上，則單體有很大的機率將要發生閃電。

(2)在滿足了上述條件後繼續觀察單體40DBZ回波頂高的變化。如果40DBZ回波頂高突破了-10℃層結高度，則判斷在滿足該條件的雷達體掃時間後約15min時間之內將發生初次閃電。

(3)若40DBZ回波頂高未能突破-10℃層結高度，則觀察單體的P值變化。如果P值突破並能夠維持在5%以上一段時間，則在滿足該條件的雷達體掃時間後約15min內將會發生單體的初次閃電。

(4)若上述(2)和(3)條的條件均不能滿足，而單體40DBZ回波頂高又始終能夠維持在0℃層結度高以上，則可以認為在短時間內單體不會發生閃電。但如果單體生命史足夠長，在更長時間後發生閃電的機率依然較大。

此外，當單體中回波從25DBZ上升到35DBZ時，也就是回波強度變化率達到極大值時，這個變化時間差與單體中初次雲閃和初次地閃之間的時間間隔也存在一個線性相關。這可以進步為單體可能發生地閃的時I司進行預報提供一個參考依據。對於結構比較複雜得雷暴雲，目前還沒有比較好的方法對雷電活動進行預報，還需要深入研究。

閃電監測資料的套用

隨著全國地閃定位站網和局部地區總閃定位系統的建設，閃電資料在雷電預警中將起到越來越重要的作用。通過區域識別、跟蹤和外推算法，可以對已經發生閃電的區域進行識別，利用一段時間的監測資料就能進行跟蹤和預測，特別是總閃定位系統能夠提供雲閃的信息，可以為地閃提供更長的預警時間。

利用地閃定位資料進行雷電臨近預報實際上就是預測雷電活動的移動趨勢，只能靠提前預測雷電活動的位置信息來保證提前預警時間而雲閃一般提前於地閃發生，其定位結果在一定程度上能夠增加地閃的提前預警時間，在CAMS_LNWS中也考慮了此項預警指標，在有雲閃觀測結果並且是對地閃進行預警時採用。

另外，在同時擁有閃電監測資料以及雷達、衛星等實測資料時，需要綜合考慮這些資料。例如在利用雷達、衛星資料對強對流區域進行識別、跟蹤時，參考雷電定位結果，判斷這些區域是否已經發生閃電，將為下一時段外推得到的強對流區域是否會發生閃電提供決策依據。

大氣電場資料套用

對於地面電場觀測數據，目前主要採用了兩個預警指標進行雷電臨近預警電場瞬間變化量和電場平均變化趨勢。每秒一次的採樣率是可以在一定程度上反映閃電放電引起的電場變化的，因為閃電發生後，地面電場恢復到閃電前的狀態需要一定的時間，所以根據觀測到的電場瞬間變化(相鄰2s地面電場值之差)能夠大體上判斷出在近距離是否發生了閃電。對於電場平均變化趨勢(如採用1min的平均值)來說，不適於在近距離有閃電發生時使用，因為近距離有閃電發生時(特別是閃電頻繁發生時)，很可能閃電發生之後地面電場還未完全恢復就發生一次閃電，這樣每分鐘平均值的變化會是雜亂無章的。但是在閃電還未發生前、最後一次閃電發生後或者閃電發生頻率較低時(可捨棄閃電發生之後一段時間的數據不參與平均值的計算，若閃電發生頻率較高，可能會造成根本沒有數據適於計算平均值，還是可以利用電場平均值的變化趨勢作為預警指標的，特別是雷暴發展初期，雲中電荷處於積累階段，通過對大氣電場平均值的變化趨勢的預測，可以對閃電的發生進行有效的預警。