[科普中国]-雷电监测预警

简介

雷电监测预警指利用闪电定位、雷达、卫星、地面电场和探空等观测资料，通过多资料融合应用、统计分析、临近外推及数值预报等技术手段对有可能发生或已经发生闪电的区域进行识别、跟踪和预报预警。广东省气象局基于雷电监测预警系统，对广州塔、广州石化等雷电敏感重点场所开展了雷电活动实时监控及雷电临近分级预警，有效防范和降低了雷电威胁。1

雷电监测手段雷电监测定位技术是通过对闪电辐射的声、光、电磁场(包括了无线电测向技术)信息的测量，进而确定闪电放电的空间位置和放电参数。短暂的闪电放电辐射出了自基低频(very lowfrequency,VLF)至特高频(ultra high frequency,UHF)很宽频带的电磁脉冲，频率范围从极低频到特高频，其中以VLF/LF(1ow frequency，低频)辐射为最强。闪电电磁脉冲辐射场探测手段在地基闪电定位技术上应用最为广泛。低频段一般采用磁定向法(magnetic direction finder,MDF)、时差法(time of arrival,TOA)以及磁定向和时间差联合法；甚高频段一般采用窄带干涉仪定位法(interferometer,ITF)或者时差法从探测站点布设方式上可分为单站定位和多点联合定位。1

雷电临近预报临近预报(nowcasting)是指0～2 h的天气预报，实时观测资料是主要的决策依据，如雷达、卫星、闪电定位仪、大气电场仪等。美国空军第45天气中队总结出的以雷达为工具的雷电临近预报经验规则，主要用到了最大回波强度及其出现高度、强回波体积、顶高等参数，对单体雷暴、砧状云、碎云等的云闪、地闪的预报提供了不同的规则，特别是选用了云顶高度参数作为预报因子，并在1996年亚特兰大奥运会的气象保障预警业务中得到应用。不同地区的雷暴活动特征是不一样的，因此，在我国的雷电临近预报中如何有效地利用各种观测资料还需要大量的研究工作。1

雷电预警的发展趋势利用单站的电场观测难以估计雷暴云的位置，其预警区域和提前预警时间是非常有限的，并且存在一些不确定性另外，由于地面大气电场测量受安装环境的影响较大，尤其是在城市地区，很难找到理想的安装条件。因此，不同站点采用的平均电场预警指标是不一样的，需要进行场地校正或根据长期观测寻找经验判据。

对于过境的雷暴，由于电场仪的有效响应范围有限，能够提前预警的时间受很大限制(当然，组网观测或其他观测，如雷达、卫星、闪电定位等)。而对于电场仪观测网区域内新生的雷暴云，理论上地面电场观测能够达到很好的预警效果(采用电场平均变化趋势作为预警指标)，这还需要用实际观测进行检验。1