西北地区雷暴云中闪电特征研究

【摘要】：雷暴自古以来就受到人们的关注,绚丽的闪电划过乌云滚滚的天空,曾被人敬为神灵施法,科技的发展,使人类逐渐接近、认识和揭示它们的本质。中国西北包含青藏高原、黄土高原,以及沙漠、戈壁、冰川等复杂的地形地貌,高原的雷暴和闪电非常频繁。本文应用地面历史长序列资料和闪电定位系统、多普勒雷达等设备探测资料,对常见的冰雹、暴雨等强对流天气中的闪电进行了分析,指出了雷暴多发的三大中心,并应用一维雷暴云起电模式对其非感应起电的条件作了探讨,具体研究结果如下: 1.雷暴活动夏季最强,春秋次之,冬季几乎无雷暴发生,地理分布呈三大中心区,雷暴的分布和地形高度相关性最高,中心区雷雹日离散度远小于其它地区,高原上的雷暴云较其它地区容易产生冰雹: 2.兰州周边地区春夏季有频繁的闪电发生,负地闪占84.3%,正地闪占15.7%,日变化呈明显的双峰变化,区域特征明显; 3.对流云中闪电频次在降雹前一般出现极大值,闪电逐时分布能够标识出冰雹云的发展移动路径,有利于冰雹云的预警预报: 4.在皋兰产生降雹的个例分析表明,云中液水含量是否出现高值区,是识别降雹开始的重要因子。在雷暴云移动路径上,总闪和云闪为线状分布,地闪集中分布在降雹区,云闪最多,地闪中绝大多数为负闪; 5.闪电的时空演变和受地形影响的强对流天气有很好的对应关系。闪电密度中心和降雹、暴雨甚至洪水区域存在必然联系,电流的变化能够反映云体电场结构的某些特征,雷达初始回波出现在高层,最大的回波范围和强度发生在4km高度,闪电密集区和大于10dBz回波区中心对应,提前于回波中心出现; 6.通过一维非感应起电模式,应用甘肃河西实测探空资料,讨论了触发闪电的过程以及垂直速度、液态含水量、逆转温度对非感应起电影响,前者加快闪电发生,中间抑止首次闪电触发,减少闪电频率,后者只影响闪电的类型。