具有对流合并现象的强飑线过程的闪电特征及其与动力场的关系

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本文利用北京闪电网(BLNet)总闪定位、S波段多普勒雷达和探空资料等,详细分析了北京地区两次具有对流合并现象的强飑线过程整个生命史期间不同对流区的总闪活动特征及对流合并前后的闪电特征,并用变分多普勒雷达分析系统(VDRAS)反演的风场分析了相应特征的动力原因。结果表明:(1)两次飑线过程均以云闪为主,地闪活动以负地闪为主,对流合并时对应闪电频数激增,飑线后期正地闪比例上升。两次过程分别有85%和95%的闪电分布在对流线外10 km范围内,层云区闪电较少;辐射源主要分布在对流区,沿着对流线向后部层云区倾斜分布,层云区有明显的亮带特征,亮带附近并无辐射源。两次过程对比来看,2015年7月27日的云顶亮温明显低于2017年8月8日个例,产生的闪电数量也是后者3倍,且有更高的云地闪比例,单位对流区面积上的闪电数量也更多。(2)两次过程共发生了3次对流单体的合并现象,分别统计合并区域的闪电发现,这三次合并过程的闪电频数在开始合并后的12-30 min内达到峰值。结合雷达和VDRAS反演的动力场,合并过程首先导致大量的水汽和能量集中,随后上升运动加强,闪电峰值滞后垂直积分液态含水量(VIL)峰值,对流合并过程中集中的水汽为带电粒子的形成提供了物质条件,而对流合并后,对流发展旺盛、云体抬升,带电降水粒子被抬升到较高的位置,更有利于云闪的发生。(3)根据VDRAS反演的动力场来看,发现对流单体合并主要发生在低层辐合区内,合并后上升运动加强,上升气流范围变大,且存在较强的垂直风切变,闪电活动显著增强,并主要发生在上升气流最强的区域,也有少部分闪电发生在对流区后部开始出现下沉气流的区域。
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