5 期夏文梅, 等 : 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析 653 ofheavyrainandlightningwhichalsocorespondstothethunderstormcenterregion.itishelpfulinthe thunderstormforecastingby

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1 第 31 卷第 5 期气象科学 Vol.31,No 年 10 月 JournaloftheMeteorologicalSciences Oct.,2011 夏文梅, 徐芬, 慕熙昱, 等. 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析. 气象科学,2011,31(5): XIAWenmei,XUFen,MUXiyu,etal.Analysisoflightningcharacteristicsinasummerthunderstorm.JournaloftheMeteorological Sciences,2011,31(5): 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析 1 夏文梅 1 徐芬 1 慕熙昱 2 付志康 3 徐琪 (1 江苏省气象科学研究所, 南京 ;2 中国气象局武汉暴雨研究所, 武汉 ; 3 民航江苏空中交通管理分局, 南京 ) 摘要利用探空资料多普勒天气雷达和闪电定位仪数据, 分析了 2009 年 7 月 30 日发生在南京地区一次雷暴天气过程的雷达及闪电数据时空演变特征结果表明 : 对流有效位能 E cap 比起 K 指数 (I K ) 等对于对流潜势预报具有更明显的指示作用,0 层和 -10 层高度的降低有利于雷暴云的雷电活动 ; 整个过程以负闪为主导, 闪电强度越大, 闪电频数也越高, 每次闪电峰值后, 都对应一次谷值 ; 闪电数据与多普勒天气雷达回波叠加后分析发现, 回波的生消演变对应着闪电频数和强度的生消演变, 负闪主要落在强回波中心区域, 正闪零星分布于回波强度梯度较大的区域 ; 雷达径向速度图像特征变化更能揭示闪电发生发展的机制, 逆风区对应雷暴中心区域, 不仅是强降水的中心区也是闪电的中心区, 对逆风区的识别监测能够更好的指导雷暴预警报工作 ; 利用雷达数据计算的云底动能施力参量, 能够很好的描述支持闪电起电的热动力特征, 云底动能施力对雷电增长的贡献有一段持续传输过程, 该参量峰值比频闪峰值和强度峰值都约有 0 5h 的提前量关键词闪电频数 ; 零速度线 ; 逆风区分类号 P458 3 文献标识码 A Analysisoflightningcharacteristicsinasummerthunderstorm XIAWenmei 1 XUFen 1 MUXiyu 1 FUZhikang 2 XUQi 3 (1JiangsuInstituteofMeteorologicalScience,Nanjing210008,China; 2WuhanInstituteofHeavyRain,ChinaMeteorologicalAdministration,Wuhan430074,China; 3JiangsuAirTraficManagementBranch,BureauofCAAC,Nanjing210000,China) Abstract Basedonthesoundingdata,Dopplerweatherradarproductsandlightningdata,thetem poralandspatialevolutioncharacteristicsofthethunderstorm inthenanjingregiononjuly30,2009is presented.itisfoundthatconvectiveavailablepotentialenergye cap isabeterindexinconvectionpoten tialforecastingincomparisonwithi K indexetc.thereductionof0 and -10 temperaturelevelis beneficialtotheoccurenceanddevelopmentoftheelectricalactivityinthethunderstorm.thenegative lightningispredominantincomparisontopositivelightningduringthewholeperiod.theincreaseofthe lightningintensitycorespondstothehigherflashrate.aftereachpeaklightning,alightningactivityval leywilappear.thecomparisonbetweenlocationoflightningactivityandradarechoshowsthatthede velopmentoftheradarechointensitycorespondstotheevolutionofflashrateandintensity.negative lightningmainlyclustersintheintensiveechoregion,whilepositivelightningusualyscatersintheecho areawithlargergradient.thecharacteristicsofdopplervelocityppiisbeterinordertorevealthemech anismofoccurenceanddevelopmentoflightningaccordingtoreflectivityppi.awristhecentralarea 收稿日期 (Received): ; 修改稿日期 (Revised): 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( ); 中国气象局新技术推广项目 (CMATG2008M39) 通讯作者 (Corespondingauthor): 夏文梅 (XIAWenmei).njxiawm@sina.com

2 5 期夏文梅, 等 : 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析 653 ofheavyrainandlightningwhichalsocorespondstothethunderstormcenterregion.itishelpfulinthe thunderstormforecastingbytheidentificationofawr.itisfeasibleindescribingthethermalcharacteris ticsandpowercharacteristicsofthelightningactivitybye kin indexwhichiscalculatedbytheradardata. TheappearanceoftheE kin peakvalueisaheadoftheflashratepeakandtheintensitypeakvaluebya bout30minuteswhichhastheforecastabilityinlightningandisworthfurtherstudying. Keywords Lightningflashrate;ZeroDopplervelocitycontour;AWR 引言江苏省属雷暴多发地区 [1 3] 雷暴主要集中在夏季 6 8 月份, 其中又以 7 月份出现次数最多天气炎热陆地温度高水体温度低对流旺盛, 是导致雷暴产生的主要因素 [4] 南京市属雷灾高度脆弱区 [5], 有必要开展雷暴活动区特征的研究工作 [4 5] 闪电是一种放电现象, 云中下部水滴区一般带负电荷, 云上部冰晶区一般带正电荷, 当正负电荷区累积到一定程度时就会产生放电若对流云内有一定强度的上升运动, 使云体垂直发展到冰晶区域, 就能成为雷暴云冰晶区与 0 层高度以上的过冷水滴区的分界线一般为 -20 层高度, 由雷暴云起电学说可知, 云内 -10 层高度附近是云带负电荷的霰较集中的区域, 而该高度上又有较多的带正电荷的冰晶, 容易发生冰晶在霰上淞附现象, 于是发生云内初始起电云 -10 层高度左右可看作云内初始起电的区域因此通过探空资料分析各特性层高度变化, 又通过多普勒天气雷达回波反映的雷暴云变化特征与闪电数据的变化特征分析, 能更好的揭示闪电发生发展机制 2009 年 7 月 30 日, 受东北低压后部的低槽和切变线共同影响, 并伴随副热带高压的减弱东撤北方冷空气南下, 江苏省沿江苏南地区出现了一次大范围的以雷雨大风为主的雷暴天气过程南京地区 11h 累积雨量平均约为 80mm, 多个加密自动气象站的雨强超过 50mm/h, 其中江宁铜山雨强达到了 83 5mm/h 本文以多普勒天气雷达数据为主, 结合江苏省闪电定位仪网数据和探空资料, 分析了这次南京地区夏季雷暴系统的雷达回波和闪电数据时空演变特征, 在研究了探空观测数据和计算的环境参数与闪电演变特征的基础上, 分析了雷达回波结构与闪电活动的关系, 其中重点分析了径向速度图像 ( 零速度线和逆风区 ) 的特征变化与闪电的发生发展关系, 并通过雷达径向速度数据反演动能施力参量, 定量分析了此类雷暴天气过程的动量传输特性希望通过分析雷达径向速度图像特征在雷暴天气中的预警报作用, 开拓雷达径向速度数据更广泛的应用 ; 应用雷达径向速度数据计算分析动能施力参量, 为现今以反射率因子 ( 即回波强度 ) 数据分析 [6 7] 为主的主流雷暴短时预报分析系统做一补充本文研究的南京地区是以南京多普勒天气雷达站为中心, 半径 50km 范围内的地区, 其中包含安徽省滁州全椒部分地区, 下文统称为南京地区 1 观测和环境参数分析此次雷暴过程于 7 月 30 日 1:48( 北京时, 下同 ) 南京地区监测到闪电,2:00 降水开始,9:12 后无闪电发生,12:00 左右降水结束表 1 列出了与此次过程对应的南京探空站前后四次探空观测数据从表 1 可见, 雷暴系统还未进入南京地区的 29 日 20 时, 对流有效位能 E cap K 指数 I K 沙氏指数 I s 抬升指数 I l 总指数 I tot 等探空数据均比上一观测时次 (08 时 ) 有不稳定能量积聚的趋势, 但是对流指示作用并不明显, 尤其 I s 指数和 I l 仍为正值, 说明大气层结还处于稳定状态,0 层高度有 300m 的下降, 时间表 1 观测和环境参数 Table1 Observationandenvironmentalfactors 7 月 29 日 08 时 7 月 29 日 20 时 7 月 30 日 08 时 7 月 30 日 20 时 E cap /(J/kg) I K / I s / I l / I tot / 层高 /m 层高 /m 层高 /m 层高 -0 层高 /m 逆温层高度 /m

3 气６５４象科学３卷在８５ｋｍ高空处有逆温层出现３日８时雷暴系江苏省气象局闪电定位仪监测网由９个测站组统大部分已经过境而此时各项探空数据均表现出成单站的探测范围大约以５ｋｍ为半径的区域了不稳定态势Ｅｃａｐ增大了近５倍Ｉｓ和Ｉｌ由正变负内该网可探测江苏及其周边地区的闪电闪电数据Ｉ继续增大和高度层继续降低３日覆盖范围为８５３８Ｎ３Ｅ４包含了各特性层高度迅速回升各不稳定能量指标也均南京多普勒天气雷达的探测范围有所减弱天气过程发生前后４个时次的层和闪电数据分析层高度差呈现逐时次递增这与文献８所图给出了此次雷暴天气过程正负闪频数和提到的两者高度越低差值越小对流和电活动越强最大强度随时间的演变图从两图可见整个天气观点不同这可能和雷暴发生地域和天气背景差异过程负闪占主导地位正闪较不活跃负闪最大强度有关层高度的降低表明高空有西北冷气流入为ｋＡ正闪最大强度为３ｋＡ负闪最大频数侵与低层暖湿气流相遇造成上冷下暖的配置和高为５次６ｍｎ正闪最大频数为３次６ｍｎ从数值低层风切变有利于对流上升运动进一步发展易使和频次来看属于南京地区夏季常见的雷暴天气并雷电起电发展不是各类雷暴过程的极值但对此类天气的客观分由于天气过程发生在探空数据探测时次的中间析适用性将更广段因此仅靠探空资料来预测雷暴天气所引起的对整个闪电过程主要发生在两个时段第一次发流活动雷电降水等强弱缺乏时效性但是从此次生于３５时从量级来看较弱第二次是系统的主过程仍然可以看出Ｅｃａｐ比起ＩＫ等对对流潜势预报要过程发生于６８时负闪频数较大时正闪频数更具有明显的指示作用层和层高度也相应较大负闪频数递增较快时正闪也呈递增趋的降低有利于雷暴活动的发生发展要更好的了解势其间呈现双峰结构第一次峰值出现后闪电频数雷暴天气的发生发展特征还需要从时效性高的天骤降随后ｈ又再次达到频数峰值从图与之对气雷达数据和闪电数据着手研究应时次的负闪最大强度来看闪电越剧烈闪电强度闪电演变特征越大闪电频数也相应越高峰谷值交替出现可能数据来源与预处理是由于每一次高能量放电后云中电荷消耗很多电场积聚有所降低因此紧接着发生的闪电次数和强南京多普勒天气雷达为ＣＩＮＲＡＤＳＡ型探测度就较小就会出现闪电活动的谷值当有对流运动范围为以雷达站为中心半径为３ｋｍ的圆周范围再次发展有热动力能量源源不断传输时在云内内大致为３５３４６Ｎ６５３Ｅ的起电机制的作用下云中电荷重新积累闪电又进入区域体积扫描ＶＣＰ模式下６ｍｎ内完成９个仰角活跃期这与文献８分析的中尺度对流系统ＭＣＳ的ＰＰＩ扫描观测为分析时间统一起见闪电数据地闪演变出现的双峰结构类似８以后负闪频根据雷达数据的时次全部调整为以６ｍｎ为时间间数急剧下降逐渐减弱至消失至此闪电过程结束隔并且时间段也与雷达数据时间段调成一致降水强度在此后迅速减小后降水结束图９年７月３日南京地区雷暴天气闪电ａ频数ｂ最大强度随时间演变ＦｇＴｈｅｅｖｌｕｎｆｌｇｈｎｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗｈｍｅｎｓｒｍｗｅａｈｅｒｆｎａｎｊｎｇｎ３Ｊｕｌｙ９

4 5 期夏文梅, 等 : 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析雷达图像特征与闪电活动关系分析 3.1 雷达反射率因子变化与闪电活动从雷达回波的移动来看, 此次雷暴天气过程由两次主要过程构成 : 一次是对流回波在安徽滁州地区已经发展起来, 途经测站后继续向东, 闪电发生集中于测站东部 ; 一次是对流回波在测站西南部逐步发展起来, 向东北方向移动, 扫过测站南部后移出南京地区, 闪电集中发生在测站西南方位 7 月 30 日 0:00 左右影响南京地区的对流回波在安徽巢湖形成, 自西南向东北边移动边发展,2:00 左右回波主体进入测站 50km 距离圈观测范围内, 强回波区 (40~45dBz) 面积逐步增大, 回波经过测站后继续向东移动, 强回波区数值较强但结构较为松散,5:48 左右该回波主体完全移出南京地区此次过程闪电次数不多, 以负闪为主, 由于测站上空处于风场辐合区域, 回波过测站时得到进一步增强, 而负闪出现在回波主体过测站后不久, 最大回波顶高维持在 10km 以上 ( 该回波顶高是由能产生降水的初始回波强度大于 18 3dBz 的回波高度计算而来的 ), 负闪落在强回波中心区域, 正闪则零星分布于回波强度梯度较大的区域 ( 图略 ) 4:48 左右在测站南部 50km 附近形成了由 3 块独立回波块组成的对流区域 ( 图 2a 黑色箭头 ), 该对流区域向偏东方向移动并影响南京地区在影响南京地区约 4h 的过程中, 回波经历了发展分裂合并再发展消散整个过程 :4:48 开始 3 块回波很快就在移动中合并发展并进一步加强, 最大回波强度数值等级和面积都在不断增加,5:36 左右回波主体最大值在 65dBz 左右 ( 图 2b); 随后回波主体靠北的一小回波块在移动中与主体分裂, 与其后新生回波块在 6:18 左右合并后迅速增强 ( 图 2cB 区回波块 ),6:54 该回波面积达到最大, 此后迅速减小消散从图 1 第二次过程闪电的活动情况也可看出, 闪电频数和强度也呈现出与之对应的发展增大减小增大消散的演变特征, 时间段也基本吻合可以看出在满足起电的基本条件后, 闪电活动的变化与回波强度变化呈正相关把雷达组合反射率因子产品和闪电数据叠加后分析第二次过程中两者关系 : 回波发展初期闪电次数很少, 零星分布, 无规律性, 在经过回波块分裂后负闪频数增多, 强度增大, 负闪主要集中分布于分裂前的主回波区域 ( 图 2d 的 A 区回波块 ), 正闪则零星分布于负闪集中区的周边, 回波强度梯度大值区 ; 分裂出去的回波块的闪电起初偏少, 随着该回波块合并进一步发展 ( 图 2d 的 B 区 ), 闪电频数迅速增加, 在 6:48 由于 A 和 B 两强回波区域的集中贡献, 闪电频数达到了最大峰值 ( 图 2d) 随后由于 B 回波块迅速衰减, 闪电频数也在短时间内迅速下降 ( 图 2e) 而不断向偏东移动的 A 回波块始终处于图 2 组合反射率因子与闪电数据叠加图 ( 蓝色为闪电 )(a)04:48;(b)05:36;(c)06:18;(d)06:48;(e)06:54;(f)07:12 Fig.2 Thedistributionoflightningsuperposedonmultple timelevelcombinedreflectivityfactor(cr) (Thesymbolblue + and - standfor+cgand-cglightnings)

5 656 气象科学 31 卷风场辐合区域 ( 详见分析 ), 因此强度继续加强, 与之对应,1h 后在闪电频数演变过程中又呈现出一个次高峰 ( 图 1), 随后由于该回波主体移出本文所定的观测范围, 闪电也迅速减弱 ( 图 2f) 上述分析表明雷达回波强度变化与闪电活动有较密切关系, 闪电频数和强度的生消演变对应于强回波区域的生消发展 ; 强回波中心区域对应于负闪集中分布区域, 正闪落于回波强度梯度较大的区域 3.2 雷达径向速度与闪电活动多普勒天气雷达径向速度图像特征的变化, 往往揭示了影响天气系统发生变化的风场辐合辐散切变等信息 [10 11], 关于零速度线和逆风区特征的研究表明 [12] : 对径向速度图像特征的分析能够反映出各种尺度辐合辐散风场的演变过程和水平动量垂直交换过程, 对降水的发展和落区有很好的指示作用而回波强度图像特征变化则是天气系统发生变化的表现本文通过对径向速度图像特征变化与闪电活动关系的研究, 定性分析两者内在联系, 以期为短时预报人员做此类天气预报时提供新的思路零速度线与闪电活动 3.1 描述的两次过程的第一次过程的径向速度图 ( 图略 ) 中,50km 距离圈内 1 5 仰角的径向速度 PPI 图上的零速度线由弓型转向 S 型, 正负速度区分布表明此为测站上空风场从纯辐合转为暖平流加辐合的特征, 且该特征存在于第一次全过程中, 此类特征是南京春夏两季降水过程常见的雷达径向速度图像特征, 有学者研究表明 [10 11], 此类特征的出现并维持, 会使测站周边的回波系统更易朝向测站移动, 或是途经测站时由于风场辐合, 系统会得到一次增强此次过程亦是如此尽管中低层维持暖平流加辐合的复合风场特征, 但高层能加强对流抽吸作用的辐散层不强, 对流强度发展也就不算剧烈 [10] 与之对应的闪电总体电流强度和频闪均不大, 负闪最大电流强度平均在 -50kA 左右, 频闪低于 10 次 /6min 第二次过程 1 5 仰角的径向速度 PPI 图上的零速度线变化特征如下 :5:36 左右测站 50km 距离圈范围内, 两侧零速度线呈 L 型, 零速度线出现明显的转折, 如图 3a, 由测高公式可以得知, 在此时上述转折处上空约 1km 高度处有垂直风切变, 该切变维持约 1 5h 后消失, 此后零速度线呈弓型纯辐合风场特征由于低层水平风的垂直切变有利于水平动量的垂直传输, 在该切变的维持下降水和闪电都得到了进一步发展, 图 3 中回波块 B 在该传输机制影响下, 对流得到了发展, 回波强度面积和回波顶高度都得到了一次充分发展, 回波顶高最高达到了 14km 左右, 闪电的频数和强度呈现一次峰值从两次过程零速度线特征变化可以发现, 此次过程典型的辐合暖平流特征的出现和维持, 在上层辐散抽吸作用较弱的配合下, 闪电强度不大 ; 切变的出现和维持为动力和热力能量的传输提供了良好机制, 有利于雷暴云的发展对零速度线折角的监测有利于指导雷电预警报工作逆风区与闪电活动文献 [11] 指出逆风区反映了局部整层抬升或强对流内的上升气流引起的水平动量交换过程这种动量交换影响了水平辐合辐散的强弱和分布, 造成了中尺度垂直上升运动的形成这种垂直上升运动有利于低层水汽的向上传输, 回波顶高增高而这种低层热动量交换传输也正有利于闪电活动发展, 因此本节对两者活动关系进行了初步探讨 7 月 30 日 5:42 左右在测站正南方向近 50km 处出现逆风区, 该逆风区随着时间推移尺度和厚度逐渐增大 7:24 左右随着逆风区尺度的不断扩大, 与其前进方向的同色速度区域连接, 逆风区特征消失在此逆风区发展期间, 回波顶高有多个时次在逆风区范围内达 15km 左右, 而回波顶高的增大有利于闪电的发生与该逆风区相对应的闪电发展变化情况, 正如 3 1 节对落于回波块 A 区的闪电变化特征的描述逆风区对应着强回波的中心区和垂直累积液态水含量的中心区, 而强回波中心区与负闪频数集中区落区也是非常吻合, 逆风区所对应的中小尺度对流区域更易发展为雷暴中心区因此, 对逆风区的识别监测不仅对强降水预警报有很好的指示作用, 也对雷电预警报工作具有指导意义, 值得更深入的研究图 3b 的逆风区和切变特征对应了图 2 的 A 区和 B 区的回波发展,A 和 B 区的雷达回波尽管在表象上都在同时发展, 但是促使其发展的机制却不一样, 在 6:48 时刻两者的同时存在和发展使得雷电天气发展到最强 4 云底动能施力影响分析对流风暴是在一较强的热力不稳定和适宜的动力环境中发展起来的, 到一定阶段时, 其进一步的发展主要依赖于风暴云底附近能够进入云内空气的热力动力特征随着对流云体发展到一定程度, 云顶云底高度变化都较小, 例如本文个例中的夏季对流

6 5 期夏文梅, 等 : 一次夏季雷暴天气过程中闪电活动特征分析 657 图 3 (a)5:36 零速度线 L 型折角图形 ; (b)6:48 零速度线折角型 + 逆风区 (1 5 仰角 ) Fig.3 (a) L figureofzerovelocitylinein1 5 elevation angleofvppichartat5:36(b) L figureandawrin 1 5 elevationangleofvppichartat6:48 云体本身发展就较为旺盛, 一般回波顶高都能达到 10km 以上, 作为闪电起电条件之一均能满足, 但在满足此条件下的闪电频数和强度差异却很大, 说明除云体自身发展外, 云底附近空气的热动力特性的传输变化是云内起电的关键, 这种变化取决于层结的温湿特征和上升运动强弱可利用云底动能施力参量 E kin ( 云底高度处云内外单位质量空气的能量差额, 单位 :J/kg) 来表征这种特性 [13 14] Rob ert [15] 等利用一次探空资料模拟云底动能施力参量时序变化, 发现云顶高度和云内平均电场随云底 E kin 值增大而增大, 但当后者增大到一定值后变化趋 [14] 势相反言穆弘等通过探空资料计算发现, 云底 -10 和 -20 层附近空气的热动力特性能很好地表征雷暴电活动的强度, 且存在一个最佳动能阈值本文根据文献 [14], 应用雷达数据计算分析了云底动能施力参量 :E kin =w 2 b/2,w b 是不同高度的上升速度, 尝试寻找该参量在雷暴预报业务中的适用性 w b 根据文献 [11] 的方法计算获取图 4 表明了在雷暴发生期间, 总闪电频数和云底动能施力参量随时间变化的曲线特征从图 4 可见, 在整个分析时段中,E kin 共出现 5 次峰值, 出现时次分别在 2:00,4:00,5:12,5:48,6:24, 频闪峰值出现时间分别为 2:36,4:06,5:54,6:12,6:42, 从时间发生前后分析可知,E kin 峰值出现的时间比频闪峰值出现的时间约有 10~40min 的提前量这种时间提前量上呈现正相关, 说明云底动能施力对雷电增长的贡献有一段持续传输过程, 经历一段过程后, 雷电增长将达最大值由于本文采用的数据与文献 [14] 在数据时间分辨率等方面均有较大不同, 个例性质也不一样, 因此得出结论略有差异, 例如本文的分析结果未出现文献 [14] 所得出的当云底动能超过一定阈值时, 对流和雷电活动反而减弱的情况而 E kin 对雷电增长图 4 云底动能施力和闪电频数随时间变化 Fig.4 TheevolutionofE kin andlightningfrequencyvariationwithtime 贡献保持有一定持续传输则是同样的通过此个例的研究可以看出应用雷达数据计算的 E kin, 可以很好的监测测站低层的抬升作用, 在热力条件无法高分辨率获取的情况下, 监测低层的抬升对雷电的发生发展也能起到很好的作用若作为雷暴预报的定量化参数之一具有一定的可行性,E kin 数值与闪电强弱的对应关系及传输时间的长短还需更多个例统计计算 5 结论和讨论对此次过程的分析可以得到如下结论 : (1)E cap 比起 I K 等对对流潜势预报具有更明显的指示作用,0 层和 -10 层高度的降低表明高空有西北冷气流入侵, 与低层暖湿气流相遇, 造成上冷下暖的配置和高低层风切变, 有利于对流上升运动进一步发展, 有利于雷暴电活动的发生发展 (2) 此次过程负闪占主导地位, 正闪相对不活跃系统主要发展阶段, 负闪频数递增较快时正闪也呈递增趋势, 其间有双峰结构出现 (3) 雷达回波强度变化能够清晰及时地反映出雷暴过程演变的整体形势, 与闪电数据的叠加分析表明 : 闪电频数的强弱发展对应于雷达强回波区域的生消演变 ; 负闪集中在强回波中心区域, 回波强度在 45dBz 以上, 正闪在回波强度梯度较大的区域 (4) 对径向速度图像特征 ( 零速度线和逆风区 ) 的变化监测, 能够很好的揭示有利于起电的动量传输机制零速度线所表现出的有利于降水的辐合暖平流复合风场的特征, 对闪电影响不大 ; 零速度线折角图形所表征的低层水平风的垂直切变的出

7 658 气象科学 31 卷现, 则预示着闪电频数和强度的进一步加大逆风区不仅对应了强降水的中心区, 也是闪电的中心区, 逆风区的监测对雷暴预警报工作具有指导意义 (5) 采用雷达数据计算的云底动能施力参量, 能够很好的描述支持闪电起电的热力动力特征, 云底动能施力对雷电增长的贡献有一段持续传输过程, 参量峰值比频闪峰值和强度峰值约有 0 5h 的提前量, 对雷暴具有一定预警报能力, 值得进一步研究本文从日常预报服务角度出发, 着重分析过境并引发雷暴的对流云雷达回波特征, 尽管从闪电强度和频数来看不够典型, 但是对此类常发天气过程的研究能更好的指导业务服务工作本文对云底动能施力参量值研究表明, 作为雷暴预报的定量化参数之一具有一定的可行性, 但是其与闪电强弱的对应关系及传输时间的长短还需更多个例统计分析参考文献 [1] 景元书, 申双和, 李明. 江苏省雷暴气候特征分析. 灾害学, 2000,15(1): JINGYuanshu,SHEN Shuanghe,LIMing.Analysisonclimate featureofthunderstorminjiangsuprovince.journalofcatastrop hology(inchinese),2000,15(1): [2] 冯民学, 韦海容, 焦圣明, 等. 南京市闪电定位资料的对比分析. 南京气象学院学报,2008,31(2): FENGMinxue,WEIHairong,JIAOShengming,etal.Acompar ativeanalysisofthelightningstrikepositioningdatainnanjing. JournalofNanjingInstituteofMeteorology(inChinese),2008,31 (2): [3] 李芳, 黄兴友, 王振会, 等. 基于南京地区雷达资料的雷电识别指标初探. 气象科学,2010,30(2): LIFang,HUANGXingyou,WANGZhenhui,etal.Apreliminary studyonlightningidentificationcriteriabasedonradardatain Nanjing.ScientiaMeteorologicaSinica(inChinese),2010,30 (2): [4] 张旭晖, 高苹, 许祥, 等. 江苏雷暴日发生规律及其大气环流预报模型的建立. 气象科技,2006,34(5): ZHANGXuhui,GAOPing,XUXiang,etal.Statisticalcharac teristicsandatmosphericcirculationpaternsofthunderdaysin Jiangsuprovince.MeteorologicalScienceandTechnology(inChi nese),2006,34(5): [5] 张旭晖, 吴洪颜, 许祥, 等. 江苏省雷暴灾害脆弱性分析. 气象科学,2007,27(5): ZHANGXuhui,WUHongyan,XUXiang,etal.Ananalysison thunderstormvulnerabilityinjiangsuprovince.scientiameteoro logicasinica(inchinese),2007,27(5): [6] 焦热光.B08FDP 雷暴天气短时预报系统对比分析. 气象, 2008,34(2): JIAOReguang.Thunderstormnowcastingsystemofcomparativea nalysis.meteorologicalmonthly(inchinese),2008,34(2): [7] 蔡晓云, 宛霞, 郭虎. 北京地区对流云天气闪电特征及短时预报. 气象,2003,29(8): CAIXiaoyun,WAN Xia,GUO Hu.Characteristicsoflightning andconvectivecloudsynoptictypeinbeijingandnowcasting.me teorologicalmonthly(inchinese),2003,29(8): [8] 张义军, 华贵义, 言穆弘, 等. 对流和层状云系电活动对流及降水特性的相关分析. 高原气象,1995,14(4): ZHANGYijun,HUAGuiyi,YANMuhong,etal.Thecorelation analysisofelectricactivity,convectionandprecipitationinconvec tivecloudandstatus.plateaumeteorology(inchinese),1995,14 (4): [9] 刘冬霞, 郄秀书, 冯桂力, 等. 华北一次强对流天气系统的地闪时空演变特征分析. 高原气象,2008,27(2): LIUDongxia,QIEXiushu,FENGGuili,etal.Analysesonlight ningtemporalandspatialcharacteristicsinthesevereconvective weatherinnorthchina.plateaumeteorology(inchinese),2008, 27(2): [10] 徐芬, 夏文梅, 吴蕾, 等. 多普勒天气雷达速度 PPI 图散度分布信息提取. 气象,2007,33(11): XUFen,XIAWenmei,WULei,etal.Extractionofdivergence informationfromvelocityppichartsofdopplerweatherradar.me teorologicalmonthly(inchinese),2007,33(11): [11] 胡志群, 夏文梅, 杨昌年, 等. 用改善的 EVAD 技术和变分法计算大气垂直速度. 气象科学 2005,28(3): HUZhiqun,XIA Wenmei,YANG Changnian,etal.Calculating airverticalvelocityusingthemodifiedevad techniqueandthe variationalmethod.scientiameteoiologicalsinica(inchinese), 2005,28(3): [12] 张沛源, 陈荣林. 多普勒速度图上的暴雨判据研究. 应用气象学报,1995,6(3): ZHANGPeiyuan,CHENRonglin.Astudyofheavyrainsignature recognitionbyradarvelocityimages.quarterlyjournalofapplied Meteorlolgy(inChinese),1995,6(3): [13] 言穆弘, 刘欣生, 安学敏, 等. 雷暴非感应起电机制的模拟研究 I. 云内因子影响. 高原气象,1996,15(4): YANMuhong,LIU Xinsheng,AN Xuemin,etal.A simulation studyofnon inductivechargingmechanism inthunderstorm IAf fectofcloudfactor.plateaumeteorology(inchinese),1996,15 (4): [14] 言穆弘, 刘欣生, 安学敏, 等. 雷暴非感应起电机制的模拟研究 I. 环境因子影响. 高原气象,1996,15(4): YANMuhong,LIU Xinsheng,AN Xuemin,etal.A simulation studyofnon inductivechargingmechanisminthunderstormⅡ.af fectofenvironmentalfactor.plateaumeteorology(inchinese), 1996,15(4): [15] RobertS,BakerM.ElectrificationofNewMexicothunderstorms. Mon.Wea.Rev.,1994,122:

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é ê 廖光洪朱小华杨成浩徐晓华基于南海年夏季调查航次诊断计算的流函数场选取越南以东偶极子发生海域进行不同的声层析观测站位设置实验模拟计算声线传播时间信息然后应用基函数重建方法进行了流函数场的模拟反演研究讨论了不同随机观测误差对反演结果的影响研究结果表明该方法是可行的在所选取的约海域内在观测海域外围配置个声层析观测站位就能够很好地重构原流函数场空间分辨率约为可以分辨模拟海域中尺度涡场结构