ISSN 1004-4965

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基于多资料的超强台风“彩虹”(2015)闪电活动与雷达回波特征分析

杨玉婷 余乐福 刘超 陈逸伦 刘天澳

杨玉婷, 余乐福, 刘超, 陈逸伦, 刘天澳. 基于多资料的超强台风“彩虹”(2015)闪电活动与雷达回波特征分析[J]. 热带气象学报, 2025, 41(2): 245-259. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023
引用本文: 杨玉婷, 余乐福, 刘超, 陈逸伦, 刘天澳. 基于多资料的超强台风“彩虹”(2015)闪电活动与雷达回波特征分析[J]. 热带气象学报, 2025, 41(2): 245-259. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023
YANG Yuting, YU Lefu, LIU Chao, CHEN Yilun, LIU Tianao. Analysis of Lightning Activity and Radar Echo Characteristics of Super Typhoon Mujigae (2015) Based on Multi-Source Data[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(2): 245-259. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023
Citation: YANG Yuting, YU Lefu, LIU Chao, CHEN Yilun, LIU Tianao. Analysis of Lightning Activity and Radar Echo Characteristics of Super Typhoon Mujigae (2015) Based on Multi-Source Data[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(2): 245-259. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023

基于多资料的超强台风“彩虹”(2015)闪电活动与雷达回波特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2022YFF0802000

国家自然科学基金项目 42105068

国家自然科学基金项目 42075004

广东省基础与应用基础研究基金项目 2024A1515011006

广东省气象局科学技术研究项目 GRMC2020Q12

详细信息
    通讯作者:

    陈逸伦,男,陕西省人,副教授,博士,主要从事云和降水物理学研究。E-mail: chenylun3@mail.sysu.edu.cn

  • 中图分类号: P444

Analysis of Lightning Activity and Radar Echo Characteristics of Super Typhoon Mujigae (2015) Based on Multi-Source Data

  • 摘要: 利用地球网络全闪系统(ENTLS)资料、CMA-STI热带气旋最佳路径集的台风数据和GPM(Global Precipitation Measurement)/DPR(Dual-frequency Precipitation Radar)卫星资料,分析超强台风“彩虹”全生命期的闪电活动和雷达回波特征。(1) 增强阶段TC呈现出明显的三圈结构特征,内核区(0~80 km)存在一个闪电密集区,内雨带(80~160 km)内少有闪电活动,大于160 km的外围雨带的闪电活动又显著增加。(2) 径向分布随时间的变化指出,内核闪电与外雨带闪电的活跃期不一致;在台风最大风速达到峰值的前1 h,内核闪电活动爆发;闪电密度于生成阶段10月2日15时在320 km附近达到峰值。(3) 径向分布随强度的变化表明,内核区闪电主要出现在超强台风等级,内雨带的闪电活动仅在热带风暴和强热带风暴级别有体现。外雨带的闪电活动,不同等级TC展现的活跃区域不同,且随着TC强度的增强,活跃区沿径向方向向外移动;强度减弱,闪电活动区域沿径向向里缩小至160~400 km。(4) 闪电活动和雷达回波参数关系表明,零度层高度超过5 km为彩虹台风闪电发生的前提条件,且回波顶高至少要发展到10 km以上,混相层中有过冷水或大冰晶粒子,才有利于闪电的发生。

     

  • 图  1  广东省闪电定位网站点位置分布图

    ENTLS:红色三角;ADTD:蓝色圆点。

    图  2  台风“彩虹”路径和强度图(2015年10月1日17时—10月4日23时)叠加10月4日06时云顶温度图(单位:K)

    图  3  不同时期距台风“彩虹”中心800 km内的闪电密度的地理空间分布路径每点代表每小时位置。

    a. 生成阶段;b. 增强阶段;c. 减弱阶段。

    图  4  不同时期距台风“彩虹”中心800 km内的闪电密度的径向空间分布

    a. 全生命期;b. 生成阶段;c.增强阶段;d. 减弱阶段。黑圆线半径分别为80 km、160 km、800 km,灰圆线半径为每200 km往外递增。

    图  5  闪电频次、最大风速和中心气压随时间的逐小时变化

    a. 内核;b. 内雨带;c. 外雨带。LFGD代表登陆广东的时间。

    图  6  距TC中心不同距离上闪电密度随时间的变化

    闪电密度数值低于0.02的区域设为白色;彩色折线为TC最大风速,不同颜色代表TC的不同强度等级。蓝色:热带风暴;黄色:强热带风暴;橙色:台风;粉色:强台风;红色:超强台风。

    图  7  不同强度台风“彩虹”闪电活动的径向分布特征

    a. 闪电密度;b. 闪电频次;c. 径向距离的闪电次数占比。黄色表示强度第一次为TS-STS级别,绿色表示强度第一次为TY-STY级别,蓝色表示强度为SuperTY级别,红色表示强度第二次为TY-STY级别(用STY-TY表示),黑色表示强度第二次为TS-STS级别(用STS-TS表示)。

    图  8  GPM/DPR观测到的台风降水率水平分布

    a. 10月1日17:54;b. 10月3日17:43;c. 10月4日07:36。AB为做剖面的线段,蓝色实线为内核区和内雨带,b中O为台风中心,L、M为AB与内圈的交点、N为AB与外圈的交点,加号代表闪电。

    图  9  沿图 8b中的AB线段剖面得到反射率-粒子浓度-粒子大小的径向垂直结构

    a. 反射率因子;b. 粒子浓度;c. 粒子直径。

    图  10  GPM/DPR观测到的台风回波顶高度的水平分布

    a. 10月1日17:54;b. 10月3日17:43;c. 10月4日07:36。蓝色实线为内核区和内雨带,加号代表闪电。

    图  11  GPM/DPR观测到的台风零度层高度的水平分布

    a. 10月1日17:54;b. 10月3日17:43;c. 10月4日07:36。蓝色实线为内核区和内雨带,加号代表闪电。

    表  1  2015年10月1日17时—4日23时广东及周边地区ENTLS与ADTD探测的地闪回击数和匹配的回击数

    ENTLS地闪回击数(ADTD相对探测效率) ADTD地闪回击数(ENTLS相对探测效率) 匹配回击数
    37 501(7%) 3 468(74%) 2 568
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-13
  • 修回日期:  2024-12-28
  • 刊出日期:  2025-04-20

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