吉安一次雷暴大风的中小尺度特征

利用常规气象观测资料、地面自动加密站资料、探空资料、雷达资料及闪电定位资料等对2020年3月22日吉安雷暴大风天气的中小尺度系统演变特征进行分析.结果表明:1)强的位势不稳定层结,中低层(0～6 km、0～3 km)强的环境风垂直切变(≥20 m/s)以及中层干冷、低层暖湿的环境场特性有利于强风暴发生发展;2)边界层、地面中尺度辐合线和弱冷锋是此次强风暴天气的主要触发机制;3)较强的下沉对流有效位能(DCAPE)对强风暴出现的预测具有较强指示意义,短时阵性大风发生前后20 min内地面气象要素场变化具有明显的中小尺度系统特征;4)飑线回波整体移动迅速,强风暴天气发生于飑线前部中尺度对流系统中,大风发生在"弓形"回波前部凸起对流不稳定区;5)此次雷暴大风过程以负地闪为主,正地闪不明显,且负地闪频数在阵性大风出现前呈爆发性增长,大风则出现在负地闪频数最大时刻,该时刻较地面阵性大风出现提前20 min左右,负地闪开始下降时刻与地面强降水开始时刻对应.     

青藏高原东部地区雷暴及其地闪活动特征分析

为进一步了解青藏高原地区雷暴及其地闪特征,对2013～2017夏季(6～8月)青藏高原东部地区典型强雷暴过程的地闪和雷达资料进行了综合分析,重点研究了24次以负极性闪电为主的强雷暴过程,分析表明:所有雷暴最大回波顶高均超过7 km,第一次地闪为正地闪的雷暴其组合反射率和回波顶高明显高于第一次地闪为负地闪的雷暴过程。以地闪极性和频数差异将雷暴分为负地闪雷暴、正地闪雷暴、多地闪雷暴三种类型。负地闪雷暴过程中闪电数量较少且大多发生在雷暴成熟阶段;正地闪雷暴过程中闪电数量在几十次左右,主要发生在成熟阶段后期和消散阶段;多地闪雷暴在初始阶段、成熟阶段和消散阶段都有闪电发生,但主要集中在成熟阶段和消散阶段。三类雷暴强反射率中心移动距离和移动速度也有不同,地闪数量多的雷暴比地闪数量少的雷暴有更长的移动距离,负地闪雷暴较正地闪雷暴有更快的移动速度。     

云南西南部一次中尺度对流系统的地闪演变特征

利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对发生在滇西南的一次MCS过程进行了分析,结果表明:西移的"凡亚比"热带低压和低空东风急流为MCS的发展提供了较好的暖湿条件;整个MCS过程负地闪占主导地位,发展阶段负地闪频数波动增加.成熟阶段以负地闪占绝对优势,负地闪频数>150次/10 min,正地闪开始出现并缓慢增加,消亡阶段,负地闪明显减弱,正地闪频数剧增;MCS的3次飑线过程较好地对应着负地闪频数的3个峰期,负地闪密集出现在MCS成熟阶段云顶亮温≤-60℃的区域和前部云顶亮温梯度大值区,正地闪出现在密集负地闪后部和云团中部;在多普勒天气雷达上,MCS表现为由多个不同尺度对流单体组成、具有不均匀结构的中尺度带状回波,上升气流的倾斜特征使负地闪密集出现在强回波区左后侧强度≥40 dBz、回波顶高≥10 km的区域,与最大回波区位置并不重合,回波顶高与地闪发生位置有较好的正相关;负地闪频数达到最大峰值后正地闪开始出现;飑线减弱阶段正地闪频数增加且分散在强回波后部边缘或后部弱对流回波和层状云回波上;>12 m/s的大风区不利于产生强地闪活动.     

东北较高纬度地区夏季闪电与雷暴相关参数的关系研究

利用VLF/LF闪电定位系统数据,并结合多普勒雷达以及卫星云图资料,对2009~2010年较高纬度东北地区夏季的闪电与雷暴相关参数的关系进行了研究.结果表明:闪电多发生在雷达回波强度大于40dBz的区域,雷暴发生闪电时其30dBz雷达回波最大高度大于6km;在雷暴的演变过程中,闪电的峰值时间略滞后于30dBz雷达回波最大高度的峰值;闪电频数和30dBz雷达回波最大高度存在指数增长关系;闪电主要发生在云顶红外温度在210~240K的区域,在消散阶段,雷暴云云顶高度降低、红外温度较高.     

云南中部一次雷暴过程的多普勒雷达和电场特征分析

利用闪电定位系统、大气电场仪和多普勒雷达等多种探测资料,对2009年7月20日导致云南省中部地区发生5起雷电灾害事故的1次雷暴过程进行了分析.结果表明:在雷暴天气过程中,无论是大气电场仪范围内还是雷达回波内的地闪都是以负地闪占绝对主导地位;雷暴期间电场值在-12.540～13.907 kV/m之间剧烈变化,且不断向正向或负向突变;负地闪主要发生在强回波区,对应着径向速度场上的逆风区,成熟阶段增加的正地闪分散地出现在弱回波区中;整个雷暴过程中-10℃层回波强度维持在40 dBz以上,-20℃层回波强度在35 dBz以上,-10℃层和-20℃层雷达回波强度的每一次跳跃变化都对应着地闪频数的跳跃发展,且总在地闪频数变化之前11～30 min;回波顶高均大于9 km,地闪最密集时段,回波顶高保持在14 km左右.     

江西一次大暴雨过程的雷达回波特征与闪电活动

利用雷达拼图和闪电数据等资料,对2016年6月19日江西北部地区出现的大暴雨天气进行分析,结果表明:大暴雨天气具有典型的密实块状结构向规整带状演变的特征,回波中心强度大于50 d Bz,大于45 d Bz的强回波高度较低,集中在6 km以下;过程共出现地闪19 153次,其中正地闪894次,负地闪18 259次,负地闪的频数远超过了正地闪,占总地闪的95%y以上;闪电均发生在大于50 d BZ的雷达回波内,尤其在55 d BZ以上强回波中心区域地闪密集,在其后部大片连续的弱回波区(35 d BZ)内仅有零星闪电发生,以负地闪为主;地闪分布与雷达回波强度有很好的对应关系,地闪密集区随强回波中心移动,同时地闪密度随着回波强度增大(减小),总体上呈增强(减弱)趋势;雷达回波合并时地闪明显加强,回波分散减弱时地闪明显减弱。     

2008年广东及周边海域暴雨期间强对流活动时空分布特征

综合利用逐时FY-2C卫星红外亮温(TBB)资料、广东6部雷达资料和香港提供的地闪资料,对2008年5—6月广东及周边海域深对流活动的时空分布及演变特征进行分析,以考察对流系统的活动和强降水的关系,并对比分析了TBB、雷达资料和闪电三者所表征对流系统特征的差异。分析结果表明2008年前汛期我国广东及周边海域对流活动具有如下特征:1)TBB、雷达回波和地闪资料所表征的对流活动都与4个强降水阶段有明显的对应关系,并有明显的持续性,3种资料都反映出第3阶段(6月12—14日)强对流活动和降水最强,但地闪密度分布与TBB、雷达回波有显著的差异;2)对流活动的日际和日变化都表明TBB≤-52℃频率、雷达回波所追踪的对流风暴次数、地闪密度和降水的峰值对应基本一致;3)对流活动的日变化特征表明山地和海洋的对流活动在性质上存在差异;海上的对流活动早于陆地,海岸线附近是对流活动的过渡带,对流活动最频繁,夜间也有较多的对流活动;4)地闪资料更多地反映尺度较小生命史较短的对流活动,雷达回波和TBB资料则更能反映尺度较大生命史较长的对流活动。     

山东两次强对流天气中尺度对流系统的闪电特征分析

利用闪电定位资料叠加红外辐射亮温(TBB)、雷达资料,分析了山东连续两次强对流天气过程中出现的两个中尺度对流系统(MCS)、飑线、超级单体的闪电特征,结果表明:两个MCS正地闪比重很大,强盛阶段能达一半左右。地闪多分布在TBB小于220 K、对流发展旺盛且TBB梯度大的地带,地闪的分布可以很好地指示对流区;总地闪的变化与TBB极值和降水量有对应关系;对流云合并促进2016年6月14日中尺度对流系统(MCS)强烈发展,使其在初生发展阶段正闪居多并降雹。飑线中地闪多位于强回波区附近35~45 d Bz中;初生发展阶段地闪多集中于对流区,正闪多分布于云体倾斜度大的区域;成熟阶段地闪向层云区转移,多集中在低层入流边界后部,后侧入流急流上。超级单体在降雹前及降雹初期以正地闪为主,降雹前地闪频次迅速降低;降雹后,单体下沉气流增强且质心下降引发地闪猛增,最大反射率与地闪频数的变化趋势基本一致;最大反射率和回波顶高维持大值与地闪频数的骤减可以作为冰雹预测的指标。     

2008年广东及周边海域暴雨期间强对流活动时空分布特征

综合利用逐时FY-2C 卫星红外亮温(TBB) 资料、广东6 部雷达资料和香港提供的地闪资料, 对2008 年5?6月广东及周边海域深对流活动的时空分布及演变特征进行分析, 以考察对流系统的活动和强降水的关系, 并对比分析了TBB、雷达资料和闪电三者所表征对流系统特征的差异。分析结果表明2008 年前汛期我国广东及周边海域对流活动具有如下特征:1) TBB、雷达回波和地闪资料所表征的对流活动都与 4 个强降水阶段有明显的对应关系, 并有明显的持续性, 3种资料都反映出第3阶段(6月12?14日)强对流活动和降水最强, 但地闪密度分布与TBB、雷达回波有显著的差异; 2)对流活动的日际和日变化都表明TBB≤-52℃频率、雷达回波所追踪的对流风暴次数、地闪密度和降水的峰值对应基本一致; 3)对流活动的日变化特征表明山地和海洋的对流活动在性质上存在差异; 海上的对流活动早于陆地, 海岸线附近是对流活动的过渡带, 对流活动最频繁, 夜间也有较多的对流活动;4) 地闪资料更多地反映尺度较小生命史较短的对流活动, 雷达回波和 TBB 资料则更能反映尺度较大生命史较长的对流活动。     

卫星云分类产品在低纬高原强雷暴过程中的闪电特征分析

利用卫星云分类产品资料和云南省地闪资料,对云南省4次强雷暴过程进行分析,得出:对于闪电产生时,积雨云生成0~1h,开始有闪电活动;对于强闪电时段,积雨云也是发展阶段,积雨云面积不断增加,形状为椭圆形或带状,而且闪电均发生在积雨云移动发展方向的边缘区域;对于闪电减弱阶段,积雨云也逐渐减弱,面积不断减小,在闪电结束时,积雨云的面积发生剧减或者积雨云面积剧减且积雨云发生断裂.同时强闪电活动与积雨云的发展移动有一定的对应关系,主要是闪电的移动、发展与积雨云的移动发展基本保持一致,这样可以用云分类资料来判别闪电的发展减弱,进行闪电监测及预警.通过强雷暴个例分析,把云分类产品也加入到闪电分析资料中,拓宽闪电预警的资料使用,同时也是云分类产品资料在低纬高原的适用研究.     

华东地区一次飑线过程的地闪演变特征

为深入了解飑线的触发机制和其地闪活动演变特征,本文利用全国地闪定位资料、常规气象观测资料、雷达资料,分析了发生在安徽和江苏地区的一次飑线过程的天气背景、地闪时空分布特征及其与雷达回波之间的关系。结果表明,飑线的发生依赖于"下湿上干"的不稳定大气层结,低层的辐射逆温层加剧了不稳定能量的积累,槽前高低空急流和副热带高压带来了充足的水汽和热量,同时低涡和切变线提供动力条件。此次飑线过程中,负地闪占主导,一般集中于45~55 d BZ的强回波区,而正地闪更容易发生于强对流中心外围30~45 d BZ的次强回波区内,负地闪和正地闪的频数演变特征在飑线成熟阶段基本一致,但正地闪在对流云体减弱时却显得相对活跃。地闪活动集中于回波顶高8~14 km且40 d BZ回波顶高突破了0℃层结高度尤其是突破了-10℃的区域。随着对流系统的减弱负地闪的发生位置更加趋近于强回波中心,而正地闪主要分布于回波单体之间的过渡区,对单体的对流强度要求较负地闪要低。     

一次雷暴回波短带产生强天气的特征分析

为了研究雷暴回波短带在强降水和雷暴大风事件中的特征,使用地面气象要素、闪电信息、MICAPS天气图、雷达拼图等资料,对2023年5月17日江西中北部出现的雷暴回波短带进行分析,结果表明：1)雷暴回波短带发生在200 hPa“出流区”、500 hPa槽前西南气流低涡发展、850 hPa低涡切变线西南气流大气环流中,地面低气压和辐合线发展,为午后雷暴回波短带的形成提供了触发机制。2)雷暴回波短带在雷暴发展初期,通常呈现出不是很强的回波和较弱的闪电活动;在低涡回波团后侧地面辐合线附近发展。随着时间的推移,回波强度快速增强发展,闪电开始增多。3)雷暴回波短带特征包括回波强度较强(50～55 dBZ)、回波顶较高(10～12 km左右)、回波带较短(相比冷锋回波带和飑线回波带),影响区域较小,持续时间较短和短带上回波单体强度分布不均匀等。4)强降水的垂直积分液态水含量(VIL)在20～25 kg/m²附近,而一般降水的VIL都在10 kg/m²以下。因此,在雷暴天气监测和预报中需要综合多种资料分析,以更好地预测强降水和雷暴大风事件的发生。     

内蒙古巴彦淖尔市冰雹天气云地闪电特征分析

利用闪电定位数据和雷达数据,对内蒙古自治区巴彦淖尔市地区2009~2015年37次冰雹过程的地闪特征进行分析。地闪数据的统计分析结果表明,正地闪占总地闪比例大于25%。正地闪强度较大,负地闪强度较小,地闪发生频数在降雹前一般低于3 fl/5 min,降雹后负地闪频数有明显增大。雷达和地闪定位数据的个例对比分析表明,降雹前强回波区附近以正地闪为主,地闪频数低,地闪的空间分布与对流云系的发展阶段有一定关系。地闪的空间分布可能指示云系移动方向,强回波区正地闪的时空分布可能对冰雹天气的预判有一定帮助。     

近48年云南6种灾害性天气事件频数的时空变化

利用1961～2008年云南省123站6种灾害性天气事件频数资料,对全省灾害性天气频数的空间分布、演变特征和周期进行分析.结果表明:滇中以西地区暴雨频数增加较明显;大风、雷暴频数全省显著减少;冰雹频数全省小幅减少;雾频数中部地区增加,西南部明显减少;霜频数大部分地区减少.云南暴雨频数有微幅增加的演变趋势;雷暴、大风和冰雹频数呈减少趋势;雾和霜频数在1990年代前少变,1990年代初至今趋于减少.暴雨、大风、冰雹和雷暴频数具有15a左右的周期.     

“20060717”低纬高原强雷暴天气过程分析

 利用雷电定位系统、多普勒天气雷达等监测资料和MICAPS 1°×1°客观分析场,对发生在云南省低纬高原2006年7月17日强雷暴天气过程进行分析,结果表明:低层辐合区和高低层之间风向切变为此次强雷暴天气过程提供了有利的环流背景,同时台风减弱形成的低压辐合区外围的高能高湿、强烈热力不稳定和中低层上升运动为雷暴天气的形成提供了有利的环境条件;闪电定位网共监测到33 125闪电回击,闪电高密度出现在滇中,在0.1°E×0.1°N面积上24 h最大达594次,闪电最高峰出现在16:00~17:00之间;此次强烈雷暴过程是由多普勒天气雷达上探测到3条中尺度对流系统(MCS)先后自东向西或自东北向西南影响云南省造成的,回波强度在40~55 dBz之间,风辐合、逆风区、垂直风切变、大的径向速度维持等中尺度特征有利于对流回波的发展,引起强雷暴天气和雷电现象的发生.     

基于闪电定位系统的海南岛闪电活动特征分析

利用ADTD-2C型闪电定位探测系统监测的2014—2015年海南岛闪电信息,通过数理统计等方法,分析和研究了海南岛闪电的时空分布规律和活动特征,结果表明:ADTD-2C型闪电定位系统能够全面监测海南岛的闪电信息,闪电信息能够有效反映海南岛的闪电活动特征.海南岛闪电频数具有"单峰"特征,全年各月均有发生闪电的记录,4~11月份是海南岛发生闪电的主要月份.闪电发生时段较为集中,主要是从午后开始,至傍晚达到最高峰.海南岛负地闪频数远大于正地闪频数,且负地闪强度显著高于正地闪强度.正地闪的雷电流幅值主要集中在6 k A~30 k A,负地闪的强度主要集中在-60 k A~-7 k A.海南岛北部的闪电密度要明显高于南部地区,北部和南部闪电强度相对较大,西部和中部地区闪电强度相对较小.     

滇南春季一次强对流风暴系统特征及成因

利用普洱3830/CC多普勒天气雷达、云南闪电定位系统和Micaps客观分析场等资料,对2007年4月6—7日滇南强对流风暴系统进行分析.结果表明:高低空低槽切变线相互配合、南支锋前偏西急流的耦合作用及中高层干冷、低层暖湿的大气垂直结构为强对流风暴提供水汽、热力、对流不稳定和动力条件;垂直风切变和中低层中尺度径向辐合有利于倾斜入流上升气流加强和超级单体发展,超级单体风暴强度达60 d Bz、顶高超过12 km、50 d Bz强回波高度超过7.5 km,具有后侧"V"槽口回波、前侧"V"缺口、弱回波区、阵风锋回波、钩状回波、中气旋、中尺度径向辐合、回波墙、假尖顶回波、悬挂回波等特征,产生大风冰雹等灾害性天气,对应着正地闪发生;飑线具有中尺度辐合和径向大风等特征,但各部位对流回波发展不均匀,具有倾斜结构的对流云体发展强烈,形成超级单体,产生冰雹大风等强烈灾害天气,导致高层正电荷区暴露出来而对应正地闪发生,而具有垂直结构的对流云体,对流发展相对弱一些,产生短时强降水天气,主负电荷区遮挡高层正电荷区而对应负地闪发生.     

夏季影响洪泽湖航运的雷暴大风雷达回波特征分析

应用南京多普勒天气雷达资料和洪泽站地面气象资料,对2005—2009年6-8月洪泽站出现的19次雷暴大风天气过程进行了分析。根据雷达基本反射率特征,雷暴大风的雷达回波形态有以下五种类型：弓状回波、窄带回波、带状回波、“人”字形回波、钩状回波。其中弓状回波出现次数最多,钩状回波产生的大风最强。VIL值≥40kg／m2对雷暴大风有指示作用,VIL值≥65kg／m2时除出现雷暴大风外还有冰雹发生。此外,分析了雷暴大风回波的路径,共有四条,其中西南路和西路为主要路径,各7次,西北路4次,北路最少,只有1次。西南路多局地回波,生成于明光和盱眙西南部,与当地的丘陵地形有关;西北路的泗洪、泗阳与洪泽湖交界的陆地一侧也易产生局地回波。这些特征对洪泽湖雷暴大风临近预报预警有指导价值,对保障航运有现实意义。     

滇东一次局地特大暴雨的中尺度特征和地闪特征分析

 利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对2010年6月25-26日发生在马龙的一次局地特大暴雨过程进行分析,结果表明:高层冷空气和低层暖湿气流在滇中以东地区交汇,形成明显的辐合是本次局地特大暴雨过程的主要影响系统.多普勒雷达上表现为2条带状回波合并加强,后部小单体快速东移合并入同一地点,在马龙上空形成明显的"列车效应",中尺度低空急流和逆风区的出现使得抬升辐合运动加强,触发了马龙上空对流不稳定能量的释放,产生了特大暴雨.卫星云图上,多个MCS合并为中-β尺度对流云团再发展为中-β尺度对流云带,产生强降水的过程始终保持较大面积的低于-60℃的冷中心,冷中心长时间在马龙上空维持.暴雨过程伴随着频繁的地闪活动,地闪密集地出现在单体回波合并后的强回波区域、对应着径向速度≤10 m/s的辐合区和逆风区后部及≥15 km的回波顶高位置,TBB和地闪的峰值超前于强降水1~2 h.     

宁波市闪电特征分析与研究

通过对2013年宁波市气象局闪电记录资料的收集与处理,统计该年宁波市闪电强度、闪电频数随时间的变化特征,分析宁波地区闪电的时间分布规律。最终得出宁波地区负闪频数高,闪电持续时间短,强度高等特点。