《青藏高原雷暴與閃電》| 第二次青藏高原綜合科學考察研究叢書

第二次青藏高原綜合科學考察研究叢書

青藏高原雷暴與閃電

本書系“第二次青藏高原綜合科學考察研究”之青藏高原強對流及閃電災害科學考察的總結性專著，由參加科考的五個單位科研人員共同撰寫。全書共10 章，主要論述拉薩和那曲外場觀測及其雷暴與閃電的物理特征，青藏高原及周邊地區(qū)的雷暴、閃電和強閃電活動特征，高原東部地形過渡區(qū)域和川藏鐵路沿線的閃電活動特征，以及西藏地區(qū)的雷電災害統(tǒng)計等。

青藏高原平均海拔超過4000米，是世界上海拔最高的高原。夏季風與高原的相互作用導致雷暴活動頻繁，對全球能量交換、水循環(huán)和氣候變化具有重要影響。但由于高原地形復雜、氣象觀測站點稀少、雷達探測受限，雷暴觀測數(shù)據(jù)嚴重匱乏，制約了對高原雷暴結構、微物理特征及其與電荷結構關系的深入認識。探測手段的不足也限制了閃電預警和防治能力，影響了高原可持續(xù)發(fā)展和國家重大工程建設。因此，深入研究高原雷暴的時空分布、對流結構特征及地形影響，對理解對流機制和層間交換具有重要科學意義，也是提升強對流天氣預報和防災能力的國家重大需求。

本次科考綜合利用閃電三維定位系統(tǒng)、干涉儀、高速攝像等先進手段，在高原中部和東南部典型區(qū)域開展實地觀測，構建了多參量閃電探測系統(tǒng)。研發(fā)了TDOA與EMTR相結合的VHF干涉儀定位算法，實現(xiàn)了對閃電弱放電源的高分辨率成像。結合多源數(shù)據(jù)形成了高原閃電綜合數(shù)據(jù)集，并通過拉薩、那曲等地的外場實驗，揭示了高原閃電的物理復雜性，證實高原雷暴云具有更強的下部正電荷區(qū)，且上下部正電荷區(qū)均參與放電，闡明了其特殊電荷結構的成因。

科考結合衛(wèi)星遙感和地基雷達資料，通過點面結合的觀測方式，揭示了高原不同地形區(qū)閃電的時空分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，高原雷暴發(fā)生頻次較高，甚至多于同緯度東部地區(qū)，但閃電頻數(shù)較低；雷暴活動峰值集中在東南部和中部；閃電密度自東向西逐漸遞減，東部最大，西部最小。

科考還研究了西風-季風協(xié)同作用及多尺度地形對閃電的影響。結果表明：閃電活動受季風影響顯著，西風控制時閃電少，夏季風控制時增多；整體呈現(xiàn)隨季風進退的“西進東退”季節(jié)性特征；平坦地形更易發(fā)展強深對流；較低的對流有效位能、較大的垂直風切變、干燥的中低層大氣和高云底有利于正地閃的發(fā)生。

受高原復雜地形和氣候影響，川藏鐵路沿線閃電活動時空分布不均：成都—雅安段最頻繁，拉薩段次之，林芝—昌都段較少；日變化峰值多在下午，隨經(jīng)度增加而提前，但雅安—成都西段峰值出現(xiàn)在凌晨；東段閃電電流強度高于西段。長期趨勢顯示，拉薩附近及林芝—雅安段閃電活動增加，成都—雅安段下降。西藏雷擊傷亡事故多發(fā)生于那曲、日喀則、山南、昌都等地的野外空曠環(huán)境。

本次科考對理解高原季風與地形對雷暴閃電的影響具有重要科學價值，為高原關鍵區(qū)和國家重大工程的雷電監(jiān)測、預警提供了科學依據(jù)。未來團隊將繼續(xù)利用先進探測技術，結合數(shù)值模擬，研究閃電與水成物粒子的關系，推動閃電預警預報的示范應用，提升高原防災減災能力。

科考面向國家“一帶一路”倡議需求，聚焦重大工程雷擊災害風險，推進雷電監(jiān)測預警信息化建設，提升雷電、冰雹、強降水等多災種和災害鏈的綜合監(jiān)測、風險識別與預警能力，保障人民生命財產(chǎn)安全和國家安全。

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本文摘 自《青藏高原雷暴與閃電》 （郄秀書等著. 北京 : 科學出版社, 2025.6），有刪減修改，標題為編者所加。

(本文編輯：鄭紫宸）

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