ISSN 1004-4965

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典型强龙卷风暴中的地闪活动特征

刘岩 徐芬 郑媛媛 张蕾 杨美荣 慕熙昱 梅海霞

刘岩, 徐芬, 郑媛媛, 张蕾, 杨美荣, 慕熙昱, 梅海霞. 典型强龙卷风暴中的地闪活动特征[J]. 热带气象学报, 2022, 38(3): 353-365. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032
引用本文: 刘岩, 徐芬, 郑媛媛, 张蕾, 杨美荣, 慕熙昱, 梅海霞. 典型强龙卷风暴中的地闪活动特征[J]. 热带气象学报, 2022, 38(3): 353-365. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032
LIU Yan, XU Fen, ZHENG Yuanyuan, ZHANG Lei, YANG Meirong, MU Xiyu, MEI Haixia. CHARACTERISTICS OF CLOUD-TO-GROUND LIGHTNING ACTIVITIES IN TYPICAL SEVERE TORNADO STORMS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(3): 353-365. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032
Citation: LIU Yan, XU Fen, ZHENG Yuanyuan, ZHANG Lei, YANG Meirong, MU Xiyu, MEI Haixia. CHARACTERISTICS OF CLOUD-TO-GROUND LIGHTNING ACTIVITIES IN TYPICAL SEVERE TORNADO STORMS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2022, 38(3): 353-365. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032

典型强龙卷风暴中的地闪活动特征

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2018YFC1506103

中国气象科学研究院基本科研业务费专项资金项目 2021Z003

江苏省科技厅项目 BE2017776

北极阁基金项目 BJG202202

江苏省气象局项目 KQ201909

江苏省气象局项目 KM202108

详细信息
    通讯作者:

    徐芬,女,江苏省人,研究员级高级工程师,主要从事天气雷达应用和临近预报技术研究。E-mail:xufen1130@tom.com

  • 中图分类号: P458.2

CHARACTERISTICS OF CLOUD-TO-GROUND LIGHTNING ACTIVITIES IN TYPICAL SEVERE TORNADO STORMS

  • 摘要: 闪电活动对于强龙卷天气的发生有一定的指示作用,基于闪电定位资料,结合多普勒天气雷达、探空和ECMWF再分析资料对两次典型强龙卷风暴中地闪的时空演变、雷电流强度及正地闪活动特征进行了统计分析,结果表明:地闪主要发生在组合反射率因子≥30 dBZ的区域内,龙卷发生期间,地闪活动减弱且较为分散。不同龙卷风暴的地闪频次差异较大,这与风暴中上升气流的强度有关;当地闪频次从峰值降至最小值期间,龙卷及地,两次过程中地闪频次峰值分别提前龙卷发生约33 min和28 min。同时,龙卷及地之前,地闪会出现连续多次闪电跃增;龙卷等级越强,正地闪表现越活跃,特征越明显,在江苏盐城阜宁龙卷发生期间,还出现了地闪极性从正地闪主导向负地闪主导的反转;两次龙卷风暴雷电流强度随时间的变化规律并不明显,但均小于历史平均值,地闪发生愈频繁的龙卷风暴,对应的雷电流强度值愈小。

     

  • 图  1  江苏省闪电定位仪及雷达站点分布

    图  2  2013年7月7日(a)和2016年6月23日(b)地面相当位温和地闪空间分布

    黑色“·”代表负地闪,红色“·”代表正地闪,白色“▽”代表龙卷发生地。

    图  3  龙卷风暴的发展强度和高度(红色实线为剖面切割线)

    图  4  2013年7月7日14:46(a)、15:22(b)、15:40(c)、15:52(d)、16:17(e)、16:54(f)和2016年6月23日13:00(g)、13:45(h)、14:02(i)、14:19(j)龙卷风暴单体中地闪的空间分布

    蓝色“·”代表负地闪,黑色“·”代表正地闪,黑色“▽”代表龙卷发生地。

    图  5  地闪频次随时间的变化特征(红色虚线代表龙卷及地的时刻)

    图  6  地闪频次的变化率

    红色虚线代表龙卷及地的时刻,黑色箭头代表冰雹发生的时刻。

    图  7  正地闪比例随时间的变化特征(红色虚线代表龙卷及地的时刻)

    图  8  雷电流强度随时间的变化特征(红色虚线代表龙卷及地的时刻)

    表  1  主要热动力指标

    发生日期 探空站 时间(hh: mm) CAPE/(J/kg) 0~1 km风矢量差/(m/s) 0~6 km风矢量差/(m/s) LCL/m SRH/(m2/s2
    2013.07.07 南京 08:00 646 11.8 17.8 95 244
    20:00 1655 7.5 6.9 867 171
    2016.06.23 射阳 08:00 592 6.2 16.5 321 67
    20:00 3318 7.7 29.2 538 310
    下载: 导出CSV

    表  2  龙卷发生前后30 min雷电流强度均值

    龙卷发生日期 名称 正地闪雷电流强度/kA 负地闪雷电流强度/kA
    (2013—2016年) 均值 25.2 32.1
    ①(2013.07.07) 天长龙卷 18.6 28.5
    高邮龙卷 21.9 29.9
    ②(2016.06.23) 盐城龙卷 16.1 14.6
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-08
  • 修回日期:  2022-04-18
  • 网络出版日期:  2022-08-16
  • 刊出日期:  2022-06-20

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