2. 湖北省防雷中心, 武汉 430074
2. Hubei Lightning Protection Center, Wuhan 430074
闪电是强对流活动中的重要天气现象,往往伴随着对流云团的发生、发展与消亡。根据经典雷电学原理(MASON,1978;周秀骥等,1991),大气中通过起电机制生成的正电荷和负电荷被分离到不同的区域,在一定条件下发生放电就产生了闪电现象。随着人工触发闪电实验的开展、观测手段和设备的提高以及数值模式的发展,人们对雷暴云电荷结构的认识不断深入,发现闪电活动往往与雷暴云的结构和降水过程之间存在密切联系(苗爱梅等,2007),闪电可以作为强对流天气的重要指示因子,尤其是对于短时强降水、暴雨等天气现象具有一定指示作用。通过对不同类型的强降水与地闪特征分析,发现强烈的闪电活动与强降水有很好的对应关系、闪电频数和地闪的位置分布与观测的风暴降水结构相关、负闪比例越大降水越强、负地闪密集区位于雷达强回波核前方一定强度的区域处、地闪频数峰值提前于降水峰值等现象(张义军等,1995;张腾飞等,2011;黄俊杰和苟阿宁,2015;周成等,2019;杨美荣,2020)。闪电资料也被国内外气象工作者应用于强对流天气过程的预报、预警和分析中(Chang et al., 2001;Price et al., 2006;Schultz et al., 2011;王婷波等,2017),通过研究多个强降水个例中的闪电特征,可以总结出局地适用的利用闪电预报强降水的模型(周成等,2019),实现了利用地闪来估算对流性天气系统中的降水量(Williams,2001;孙继松和杨波,2008;李国梁等,2015)。
以往的研究和业务实际观测发现,尽管因为地理位置、气象条件、海拔高度等因素,雷暴的放电特征存在较大的差异,闪电活动特征与强降水的关系也具有可变性(孙继松和杨波,2008;汪雅等,2013;石湘波等,2015),但闪电与强降水(尤其是短时强降水)发生位置和时频分布常常具有相关性。为了探究湖北地区强降水与闪电的关系,本文选取2020年湖北省梅雨期一次特大暴雨过程,对整个过程以及不同系统作用下的闪电与降水特征及关系进行分析,以期为提高本地区强降水天气的可预报性和强对流天气预报预警水平提供参考,为雷电防护工程设计和雷电灾害风险评估工作提供技术支持,最大限度降低此类气象灾害造成的损失。
1 资料说明闪电资料选用2020年6月27日08:00—28日08:00 (北京时,下同)湖北省ADTD闪电定位系统(以下简称ADTD)数据,该系统由中科院空间科学与应用研究中心研制,主要用于探测云地闪电(以下简称闪电),探测参数包括闪电发生的时间、位置、强度、陡度、极性等。该系统包含13个探测子站,单站探测范围约为150 km,时间精度优于10-7 s,网内理论空间定位精度优于300 m (王学良等,2008)。文中的闪电密度是指闪电频数密度,将湖北省划分为0.01°×0.01°的网格,统计各网格内的闪电频数,闪电频数与网格面积之比即为闪电密度。
地面降水资料来源于湖北省区域自动站网,共有区域自动站2 744站,时间精度为5 min,降水量为统计时间节点至前一个时次内降水总量,统计时间间隔为5 min时,“11:05降水量”表示“(11:00, 11:05]降水总量”。卫星资料选用新一代静止轨道定量遥感气象卫星FY-4A 10.8 μm通道红外图像资料,时间精度为4 min,空间分辨率为0.5~4 km。雷达资料来源于宜昌雷达站(111°21'18″ E,30°43'37″ N),雷达型号为WSR-98D,有效探测半径为230 km,体扫周期约为6 min,该雷达可覆盖研究区域(宜昌市向家草坝站和荆门市双河站),且研究区域内无因地形阻挡或雷达自身属性等原因造成的盲区,探测效果好。
2 闪电及降水实况 2.1 闪电活动概况 2.1.1 闪电落区图 1为2020年6月27日08:00—28日08:00湖北省闪电落区分布图,从图中可见,闪电集中分布特征明显,绝大部分位于鄂西南至鄂东北西部一线,省内其他地区仅有少量闪电零星分布。总体上看,正、负闪电交错分布,负闪多于正闪,但各闪电主要落区内,正、负闪电比例有较大差异:区域A、B、C负闪比例均远高于正闪,区域A、B负闪比例均在80%以上,区域C负闪比例为71%;区域E正闪多于负闪,正闪比例高达64%;区域D面积最小,但负闪密集,负闪比例高达96%。
图 2为2020年6月27日08:00—28日08:00湖北省闪电密度。从图中可见,湖北省内闪电密集分布,且空间差异大,小于0.1次·km-2·d-1的低密度区占主要地位,闪电密度值大于1.4次·km-2·d-1的网格有25个,仅占总数的0.036‰。区域B闪电密度最大,绝大多数密度值大于1.4次·km-2·d-1的网格位于此区域,闪电密度最大值达6.63次·km-2·d-1。区域A闪电密度较大,有两个网格点密度值大于1.4次·km-2·d-1。区域D闪电密度值多在0.2 ~ 0.6次·km-2·d-1,极大值为0.91次·km-2·d-1。区域C、E闪电密度极大值为0.2次·km-2·d-1。因此将区域A、B称为闪电密集区,区域C、D、E称为闪电高频区。
图 3为2020年6月27日08:00—28日08:00湖北省逐小时正负闪电频数、比例分布图。从图中可见,统计时段内共发生闪电6 194次,其中正闪1 056次,负闪5 138次,负闪比例为83%,正闪比例为17%,值得注意的是,17%的正闪比例明显高于成勤等(2011)、王学良等(2008, 2017)对湖北省多年闪电的统计结果(4%~5%),与华南暖区强对流正闪比例18.3%相近(张诚忠等,2010)。
正、负闪电频数和总闪频数随时间变化曲线均呈现三峰特征。午后闪电频数明显增多,27日13:00出现第一个峰值,上半夜(27日20:00—28日01:00)闪电活动剧烈,维持较高的频数,27日23:00达到第二个峰值1 000次·h-1,另外28日天亮前(05:00—07:00)闪电活动略有增加,在06:00出现一个小峰值。负闪比例变化特征与总闪频数基本一致,即整体上随着总闪频数的增大而增大、减小而减小,几乎同时达到峰值。正闪比例与总闪频数变化特征相反,在闪电开始和结束阶段较高。
综上所述,本次过程闪电集中分布明显,绝大部分位于鄂西南至鄂东北西部一线,闪电密集区最大密度值为6.63次·km-2·d-1。过程中闪电以负闪为主,但正闪比例明显高于统计值。午后、上半夜和天亮前闪电活跃、且负闪比例高,正闪比例在闪电开始和结束时增大。
2.2 降水实况图 4为湖北省2020年6月27日08:00—28日08:00累积降水量分布图。从图中可见,鄂西南至鄂东北西部一线大部大暴雨、局部特大暴雨,鄂西北西部中到大雨、局部暴雨和大暴雨,最强降水位于恩施、宜昌、荆门北部、襄樊东部、随州等地。全省共有23个区域自动站特大暴雨、529个站大暴雨、979个站暴雨,最大累积降水量为319 mm,出现在恩施中营坪站。
图 5为湖北省2020年6月27日08:00—28日08:00最大小时雨强分布图。从图中可见,最大小时雨强15 mm·h-1以上的测站绝大部分位于大暴雨区,全省共有692个区域自动站最大小时雨强在20 mm·h-1以上,90个站在50 mm·h-1以上,极大值为99 mm·h-1,出现在宜昌市向家草坝站和荆门市双河站。
综上分析可知,此次过程影响范围广、累积降水量大、小时雨强大,强降水过程中闪电频发,由此造成的损失也极其严重。以下将简要分析此次强闪电和强降水过程的天气背景,并在此基础上对整个过程以及不同系统作用下的闪电与强降水特征及关系进行分析。
3 天气背景 3.1 环流形势条件图 6为2020年6月27日08:00天气形势综合分析图,从图中可见,200 hPa高空急流强盛,湖北省大部位于高空急流入口区右侧的辐散区中;最大辐散中心值可达3×10-5 s-1(图略)。图中显示,500 hPa副热带高压(以下简称副高)脊线稳定维持在25°N附近,中纬度低槽受阻挡缓慢东移逼近副高,湖北省位于低槽和副高脊线之间。与中纬度低槽相配合的中低层为明显的低涡切变,700 hPa和850 hPa低涡中心位置近乎重合,均位于川东。受低涡东侧暖式切变线影响,湖北省低层辐合明显,散度为-1 ×10-5 ~ -2×10-5 s-1,高层辐散、低层辐合有利于垂直上升运动维持和加强。700~925 hPa低空急流和超低空急流强劲,且上下层急流轴位置接近,出口区均在宜昌市。27日上午鄂西暖区对流形势明显。
27日下午开始地面有弱冷空气侵入,切变线上有低涡生成并东移;27日20:00低涡仍位于川东,其东部暖切位置向东扩展,低空急流轴东移且范围变得更加宽广;28日02:00低层低涡北部有冷湿空气与西南暖湿气流交绥,鄂西南至鄂东北一带存在梅雨锋,下午至夜间省内既有锋面对流,又有暖区对流;28日08:00梅雨锋东移至鄂东地区,28日早晨,湖北省中东部主要为锋面降水(图略)。
综上所述,本次过程是一次发生在副高外围,由高空槽、中低层切变线、低空急流、梅雨锋共同作用下的强对流过程,环流形势条件有利于区域性强降水和闪电的发生和持续。
3.2 环境条件环境条件不仅影响降水效率和降水时间(孙军等,2012),也影响雷暴云电活动的分布和剧烈程度(郑栋等,2005)。有效液态水含量、云底高度、暖云层厚度、对流有效位能(CAPE)、0 ℃层高度、-10 ℃层高度、-20 ℃层高度、垂直风切变强度等参数对雷暴云电荷结构形成、起电率、起电水凝物粒子分布等有重要影响。图 7为2020年6月27日08:00宜昌站T-log p图。从图中可见,850 hPa露点温度为18 ℃,比湿达15.3 g·kg-1,湿层伸展到400 hPa附近,有效液态水含量高,通过非感应起电过程影响云中电荷的分布(Qie et al., 2009),整层水汽条件好,为强降水和起电过程的发生提供必要条件。CAPE值为208.3 J·kg-1,呈“细长型”分布,是典型的强降水的探空型态,同时反映本次过程可能有较强的闪电活动(张廷龙,2007)。抬升凝结高度0.56 km,0 ℃层、-10 ℃层、-20 ℃层高度分别为5.5 km、7.4 km、8.9 km,暖云层深厚且混合相区域高,与起电相关的冰相粒子分布在较高高度,云中主负电荷区深厚,将会造成大量负闪出现。-20 ℃层和0 ℃层所在的高度之差可以表征起电和对流活动的强弱(郭凤霞等,2018),3.4 km的高度差较有利于对流和起电活动发生。雷暴的上升气流速度、垂直风切变强度影响雷暴云电荷结构发展(张义军等,2000),该站风向随高度顺时针旋转,0~3 km垂直风切变为12.5 m·s-1,0~6 km垂直风切变为13.1 m·s-1,为中等强度垂直风切变,既有利于雷暴云组织化发展,又有利于云中粒子之间的碰并和分离,为云内载体电荷得以转移而形成电场分布提供一定条件,但是不足以使云体发生明显倾斜,垂直方向上雷暴云主体上部的正电荷层依然被负电荷层阻隔,无法直接暴露于地面之上,致使本次强对流过程以负闪为主。综上所述,该站的环境条件既有利于强降水发生,又有利于以负极性为主的地闪活动。
对比2020年6月27日08:00天气形势(图 6)和闪电分布特征(图 1、2),可以看出,本次过程闪电发生在高空槽前,呈西南-东北走向分布,闪电主要落区在850 hPa暖式切变线尾部的南侧与27日20:00低空急流出口区之间的区域(区域A);27日08:00 700 hPa与850 hPa暖式切变线尾部之间的区域(区域B),区域A、B之间存在重叠的区域;低空急流、超低空急流出口区左侧(区域C、E) 2个经距内;黄冈中部的英山(区域D)。上述部分结论与李建华等(2006)结论相似。
对比闪电落区(图 1)和累积降水量分布特征(图 4),可以看出闪电主要落区与累积降水量在50 mm以上的降水区域基本重合,均呈西南-东北走向,由恩施延伸至随州、孝感北部。
对比闪电密度(图 2)和最大小时雨强分布特征(图 5)发现,闪电密度大值区与小时雨强在40 mm·h-1以上的短时强降水落区一致性好,主要分布在宜昌中东部-荆门-随州-孝感一带(区域A、B)、恩施南部(区域C、E)和黄冈中部(区域D),尤其是闪电密集区A、B,短时强降水特征明显,有多站出现40 mm·h-1以上降水,最大小时雨强达99 mm·h-1。
4.1.2 时频特征图 8为湖北省所有自动站2020年6月27日08:00— 28日08:00逐小时总降水量和闪电频数时序图。从图中可见,总降水量曲线随时间呈现波动特征,根据降水量变化趋势,将统计时段内降水分为三段,第一段为27日08:00—14:00,峰值出现在12:00和13:00;第二段为27日14:00—28日04:00,峰值出现在20:00和23:00;第三段为28日04:00—08:00,峰值出现在07:00。同样地,总闪频数也呈现多峰值特征,可以将闪电活动分为三段,第一段为27日08:00—16:00,闪电频数峰值出现在13:00和15:00;第二段为27日16:00— 28日04:00,闪电频数峰值出现在27日23:00和28日01:00;第三段为28日04:00—08:00,闪电频数峰值出现在06:00。闪电频数和负闪比例变化趋势和峰值出现时间基本一致。第一段和第二段降水量变化趋势超前于闪电频数和负闪比例,第三段降水量变化趋势落后于闪电频数和负闪比例,这一差异可能是强降水类型不同造成的(周成等,2019)。
综上所述,闪电主要落区为850 hPa暖式切变线尾部的南侧与低空急流出口区之间、700 hPa与850 hPa暖式切变线尾部之间和低空急流、超低空急流出口区左侧2个经距内,与累积降水量在50 mm以上的降水区域基本重合,闪电密集区与小时雨强在40 mm·h-1以上的短时强降水落区一致性好。27日08:00—28日04:00前后,总降水量变化超前于闪电频数变化,峰值出现时间较闪电频数提前。28日04:00—08:00,总降水量变化落后于闪电频数变化,峰值出现时间较闪电频数滞后。
4.2 不同时段闪电与强降水的关系以往的研究成果和前述分析表明,闪电与短时强降水的空间对应关系较好,时间变化趋势存在一致性,但闪电与不同类型强降水时频关系不尽相同。由于空间范围较大,时间尺度较长,闪电和降水由多个雷暴云团共同作用,以上针对整个湖北省闪电与降水的关系分析,可以在一定程度上反映出闪电与降水存在着较好的时空对应关系。为了进一步揭示闪电与强降水关系,以下将选择三个时段中具有代表性的强降水进行更加细致、深入的分析。
27日宜昌市向家草坝站(12:00-13:00)和荆门市双河站(18:00—19:00)均出现99 mm·h-1的短时强降水,28日07:00前后荆门市京山站及附近出现了20~ 50 mm·h-1的降水,选取上述时段和测站的资料进行分析。考虑到降水的时间和空间尺度,降水资料选用测站小时和5 min降水资料,闪电定位资料选用测站周围30 km内的数据。
4.2.1 第一段闪电与强降水特征27日13:00前后,向家草坝站的降水主要为暖区降水。图 9为2020年6月27日11:00—13:40闪电位置及11:53红外云图。27日10:00前后有一β中尺度云团在宜昌市中部生成并东移,11:53在宜昌市东部剧烈发展,云顶亮温(TBB)降至198 K,水平尺度达到200 km。11:00—14:00造成对流中心的向家草坝站293 mm的降水(其中12:00—13:00为99 mm),同时造成云团边缘的双河站23 mm的降水(其中12:00— 13:00为16.2 mm)。选取向家草坝站、双河站在强降水时段(11:00—13:40)的资料,分析闪电与强降水关系。
从图 9可见,闪电主要集中于对流云团TBB低值中心和偏向前进方向一侧。正、负闪电空间分离特征明显,负闪较多,呈西南-东北向密集分布,与强降水区域空间对应,正闪较少,分散分布在负闪前进方向一侧。向家草坝站位于负闪密集带的西南段,该站周围负闪比例为主87%。双河站位于负闪密集区东北段的延伸方向,该站周围负闪比例为68%,正闪比例高达32%,落区与强降水前方相对较弱的降水区域对应。
图 10为2020年6月27日11:00—13:40向家草坝站逐5 min闪电频数、正负闪电比例与降水量的时序图,从图中可见,随着对流云团的发展、合并和东移,向家草坝站降水量、闪电频数和正负闪电比例均呈现多峰值特征,且具有较好的相关性。分析雷达回波图可知(图略),有两个强回波中心先后经过测站,造成两段强降水。第一段强降水开始前,闪电不活跃,但正闪比例较大。11:30降水量出现了第一个峰值(5.1 mm),1个时次(5 min)后闪电频数出现了第一个峰值。12:00降水量出现了第二个峰值(11.3 mm),闪电频数滞后3个时次(15 min)到达峰值。12:20降水量出现了第三个峰值(9.8 mm),闪电频数滞后1个时次(5 min)到达峰值。第一段降水减弱后闪电频数骤降。12:30第二段强降水开始,12:45降水量出现了第四个峰值(11.9 mm),闪电频数滞后3个时次(15 min)到达峰值。13:00降水量出现了第五个峰值(11.4 mm),闪电频数滞后4个时次(20 min)到达峰值。负闪比例与闪电频数变化趋势基本一致,均滞后降水量1~4个时次。双河站始终处于降水云团北部边缘,降水相对较弱,峰值为3.3 mm,闪电与降水时频对应关系不明显。
以上分析表明,闪电多发生在强降水中心及移动方向前沿,正闪和负闪存在空间分离特征,该空间分布规律有利于判断雷暴的发展阶段和移动方向(郑栋等,2005)。强降水开始前正闪比例较大,因为发展到成熟阶段的对流云移近时,高层受对流云顶部带正电荷的卷云毡控制,此时的闪电多为正闪。强降水时段负闪占绝大多数,当雷暴云主体当顶时,测站及周围主要受雷暴云主负电荷区控制,此时造成的闪电多以负闪为主,负闪比例远大于正闪,负闪与总闪电频数变化趋势基本一致。本阶段降水强度减小或增加以后,闪电频数也相应减小或增加,闪电频数变化趋势和峰值出现时间落后降水量5~20 min。闪电频数变化趋势与强降水变化趋势存在一致性,这一结论与众多研究结果是一致的。闪电频数变化趋势和峰值落后于降水量,这一结论与纪晓玲等(2010)的研究结果一致。
4.2.2 第二段闪电与强降水特征27日18:00—20:00,宜昌市向家草坝站和荆门市双河站的降水主要包括暖区降水和锋面降水。图 11为2020年6月27日18:00—19:00闪电位置及17:53、19:15红外云图,从图 11a中可见,强降水云团17:53移至宜昌东部,对流强烈发展并形成多个TBB低值中心;19:15 (图 11b),云团继续东移发展,TBB低值中心也合并扩大,云团水平尺度达到250 km,TBB值达到196 K。17:00—20:00云团中心的双河站出现166 mm的降水(其中18:00—19:00为99 mm),云团后部的向家草坝站出现50 mm的降水(其中18:00—19:00为37 mm)。
进一步分析向家草坝站、双河站强降水时段闪电与强降水关系。图 12为2020年6月27日18:00— 19:00向家草坝站、双河站逐5 min闪电频数和降水量时序图。结合图 11和图 12a可以看出,18:15—18:30降水云团经过向家草坝站,该站降水量峰值为11.9 mm,出现在18:25,强降水过程中测站周围闪电均为负闪,峰值出现在18:15,提前降水量峰值2个时次(5 min)。18:30以后,随着降水云团东移,向家草坝站降水减弱,测站东侧降水增强,该处负闪活动相应增加。18:50强对流中心继续东移加强,测站处于云团边缘,此时正负闪电频数均有所增加,且正闪比例显著增大,增加的负闪对应对流中心强降水,增加的正闪对应云团边缘的弱降水。
对比双河站闪电和降水逐5 min空间分布(图略)发现,闪电主要落区位于强降水的中心和移动方向一侧。结合图 11b可以看出,18:50—19:00双河站东南方向出现正闪密集区。从全国1 km精度高程数据可知,该处为山地地形,使得云地之间放电距离减小(王学良等,2020),并且发展阶段的雷暴云前沿具有较强的上升气流,有利于正电荷区的抬升积聚,致使该处正闪活跃。由图 12b可以看出,18:00开始降水持续加强,18:35达到第一个峰值12.5 mm,之后以平均8 mm·(5 min)-1的强度持续。闪电活动在18:15开始出现“跃增”,18:25闪电频数达到峰值,提前降水量峰值2个时次(10 min),随后呈波动减弱。19:00降水量达到第二个峰值,随后减弱。闪电活动在18:55再次增强,提前降水量峰值1个时次(5 min),且以正闪为主,达到4次·(5 min)-1,占闪电总数的80%。
以上分析表明,闪电主要落区位于强降水的中心和移动方向一侧,负闪对应较强的降水,云团边缘正闪比例有所增加,地形对闪电活动有较强影响,第二段强降水闪电频数峰值超前降水量峰值1~2个时次(5~10 min)出现。
4.2.3 第三段闪电与强降水特征28日08:00前后,梅雨锋移至湖北中东部,降水主要在锋面附近(图略)。随着锋面东移,07:00—09:00锋面附近出现20~40 mm·h-1降水。进一步分析闪电和降水逐5 min的空间分布发现,闪电落区和强降水区基本一致,并随锋面向东移动。
选取荆门市京山站分析锋面附近闪电与强降水关系。图 13给出2020年6月28日04:00—11:00京山站逐小时闪电频数及降水量时序图,可以看出,正闪比例总体较大,达到57%,在降水增强时段,以负闪为主,在降水减弱时段,负闪显著减少,正闪保持活跃。总闪频数和负闪频数在28日06:00显著增加,达到峰值,08:00负闪频数显著下降,正闪频数有所增加。降水量在07:00显著增加,08:00达到峰值,09:00后显著减少。闪电频数和负闪频数变化趋势和峰值到达时间均提前降水量2 h。这一规律与黄淮气旋型强降水变化趋势一致(周成等,2019)。由于该时段5 min闪电和降水不剧烈且变化较小,因此暂不作分析。
综上所述,闪电密度与强降水空间分布整体上有较好的一致性,闪电发生高密度区位于强降水中心和移动方向一侧,相比于云团对流中心,其边缘正闪更活跃,以上结论与袁铁和郄秀书(2010)、纪晓玲等(2010)、张诚忠等(2010)、杨晓军等(2015)及程向阳等(2018)的观点一致。闪电频数和短时强降水变化趋势具有一致性,尤其是负闪频数与降水有较好的对应关系,负闪密集区常常对应更强的降水,这与杨晓军等(2015)的研究结论一致。然而,受地理环境、云内水汽条件及分布情况、垂直风切变、云团发展阶段、测站相对云团移动的方位等多种因素影响,在不同类型的降水云团作用下,闪电频数变化趋势和峰值出现时间可能提前或滞后降水量,这与郑栋等(2005)、周成等(2019)提出的观点一致。
5 结论与讨论本次过程是一次发生在副高外围,由高空槽、中低层切变线、低空急流和梅雨锋共同作用下的强对流过程,结合闪电、降水等资料,分析湖北省2020年“6· 27”特大暴雨过程闪电与降水特征,探究闪电与降水的关系,得出了以下结论:
(1) 该过程闪电集中分布明显,绝大部分位于鄂西南至鄂东北西部一线,闪电密集区最大密度值为6.63次·km-2·d-1。过程中闪电以负闪为主,但正闪比例明显高于统计值。午后、上半夜和天亮前的闪电活跃、且负闪比例高,正闪比例在闪电开始和结束时增大。
(2) 闪电与强降水空间分布具有一致性,主要落区位于850 hPa暖式切变线尾部的南侧与低空急流出口区之间;700 hPa与850 hPa暖式切变线尾部之间;低空急流、超低空急流出口区左侧2个经距内。闪电主要落区与累积降水量50 mm以上降水区域基本一致,闪电密集区与40 mm·h-1以上降水区域一致性好。
(3) 闪电落区主要位于强降水的中心和移动方向一侧,负闪对应较强的降水,云团边缘正闪比例有所增加。
(4) 闪电频数和短时强降水变化趋势具有一致性,高的负闪频数常常对应更强的降水。在不同类型的降水云团作用下,或者在同一云团的不同位置,闪电频数变化趋势和峰值出现时间可能提前或滞后降水量:本次暖区强降水代表站闪电频数落后于降水量5~ 20 min;既有暖区强降水、又有锋面降水时,代表站闪电频数超前于降水量峰值5~10 min;锋面附近代表站闪电频数提前于降水量2 h。
受地理位置、云中物理参数、电荷结构、通道特征等多种因素影响,不同过程的闪电与降水关系有一定差异。雷暴云中的闪电活动包括云闪和地闪,云闪活动与引起强降水的动力、微物理过程也十分密切,影响着闪电与降水的空间与时频关系。时间精度太大或者太小都可能影响研究结果。考虑到以上因素,今后将积累更多不同类型的个例,并加入云闪资料,对强降水与闪电活动关系做更为深入的分析。
致谢:湖北省防雷中心正研级高工王学良、宜昌市气象局正研级高工罗剑琴、高级工程师李芳对本文撰写提供了指导和帮助,谨致谢忱!
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