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北京夏季强雷暴降水回波结构与闪电特征初步研究

沈永海  
【摘要】: 本文主要利用北京市气象局短时临近交互预报系统(VIPS)资料(包括多普勒天气雷达、风廓线雷达、闪电探测系统和自动气象站资料),对北京夏季三次强降水天气过程雷达回波结构及闪电时空特征进行了细致分析。目的是为闪电与回波结构相互关系提供一些新的认识,为局地强降雨和对地闪电的短时临近预报提供参考。主要结果概述如下: 一、本文首先研究了北京夏季强雷暴过程中的降水和闪电时空分布特征,其中包括降水与闪电的空间分布和降雨率和闪电频次时间对应关系,分析表明两者之间在不同雷暴或者即使是同一个雷暴在不同发展阶段也会出现一定的差异;降雨率和闪电频次时间对应关系上,最大降雨率与对应区域闪电频数最大峰值关系有超前也有略滞后情况,降水回波移动发展变化可能是原因之一;从云闪和地闪出现的时间来看,强对流回波中云闪要超前地闪5~15分钟,即云闪对地闪有一定的提前量,这一方面为地闪这一灾害性天气事件的警报发布提供了重要参考。 二、进一步研究闪电的时空分布特征及其与雷达、大气层结和风场结构的相互关系,分析表明:强降水回波单体中,云闪70%以上分布在大于40dBZ的回波区,当回波强度大于60dBZ时,云闪出现在强回波区的概率接近90%;对云闪与雷达回波垂直结构分析发现,总云闪主要出现在6km以上,而且云闪频次峰值出现高度分布在8~11km;对大气层结的分析看出6km高度左右对应的温度为-5℃~-10℃,云闪频次峰值出现高度8~11km对应于-20℃~-40℃的温度区域;闪电轨迹的水平分布、垂直分布可以指示出闪电活动中心的抬升,反映出雷暴主活动区的高度;自动站风场结合雷达反射率能够及时发现地面风场的特征,对于强天气的触发和天气的演变有重要的指示作用;高时间分辨率的风廓线资料能反映大气风场结构如低空急流、垂直风切变等。


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