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我國華北地區一次超級單體系統中的閃電活動特征

  閃電是一種壯觀的自然現象,一道道閃電劃亮夜空,千姿百態,古代文人墨客對閃電描述的詩句也都是大氣磅礴,心潮澎湃,“醉和金甲舞,雷鼓動山川”,描寫的就是人們心中對閃電和雷暴的認識。

  閃電的産生與雷暴雲中起電、放電密不可分,雷暴雲內不同形態的水成物粒子之間的相互碰撞、吸附,不同尺度的粒子攜帶不同極性的電荷,在強烈氣流作用下,形成了不同極性的電荷層,當電荷積累到一定阈值的時候,進而産生了閃電。雷暴類型不同,相應的閃電頻數和放電特征也各不相同,電荷結構存在明顯的差異。那麽,不同類型的雷暴中閃電活動究竟有著怎樣的特征呢?

  圍繞上述問題,大氣所劉冬霞、郄秀書等人利用閃電定位網絡、多普勒天氣雷達、多普勒雙偏振雷達以及地面觀測資料,對發生于中國華北地區的一次超級單體閃電活動以及電荷結構特征進行了分析和討論。研究表明,超級單體系統中伴隨有強烈的降雹過程,而降雹前後閃電頻數明顯不同,正地閃在這次過程中比例較高,尤其在降雹前後。電荷結構也在降雹前後發生了改變,由反極性電荷結構轉變爲三極性的電荷結構。基于多普勒雙偏振雷達反演的水成物粒子信息以及閃電輻射源分布,發現在對流雲區帶電粒子主要爲軟雹、冰雹和冰晶;層雲區主要爲雪晶、冰晶以及軟雹。研究中也發現,閃電可以作爲災害性天氣現象的指示因子,而且在山地、高建築群等區域由于遮擋嚴重,制約了雷達探測的範圍,而實時的閃電定位資料可以彌補這一缺點。研究結果能夠爲閃電資料在臨近預報以及數值天氣預報模式中的應用提供一定參考。

  以上研究得到了国家自然科学基金重点项目和国家自然科学基金等项目的共同资助。研究预出版发表在Advances in Atmospheric Sciences上。

 

图1 千姿百态的闪电,引自网络,闪电和雷暴词条

  Citation: Liu, D. X., X. S. Qie, Y. C. Chen, Z. L. Sun, and S. F, Yuan, 2020: Investigating lightning characteristics through a supercell storm by comprehensive coordinated observations over North China. Adv. Atmos. Sci., doi:10.1007/s00376-020-9264-x. http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-020-9264-x  (in press)

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