山东一次典型持续冰雹过程的闪电活动和雷达特征分析

作     者：冯桂力 侯淑梅 张骞 邓猛 FENG Guili;HOU Shumei;ZHANG Qian;DENG Meng

作者机构：山东省气象防灾减灾重点实验室山东济南250031 山东省气象科学研究所山东济南250031 长岛国家气候观象台山东长岛265800 山东省气象台山东济南250031 山东省气象工程技术中心山东济南250031 

出 版 物：《海洋气象学报》 (Journal of Marine Meteorology)

年 卷 期：2024年第44卷第1期

页      面：24-38页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：山东省自然科学基金项目(ZR2023MD025,ZR2021MD010) 山东省气象局科研项目(2022sdqxz8) 

主　　题：双偏振雷达特征 雹暴 总闪电 观测分析 

摘      要：2020年6月1日下午至夜间,山东部分地区出现降雹天气,利用卫星和雷达以及闪电探测资料详细分析此次降雹过程的闪电和雷达参量特征。结果表明:(1)鲁北和鲁中雹暴闪电活动的主要差异为:鲁中雹暴的对流强度强于鲁北雹暴,其正地闪比例和正地闪平均强度明显高于鲁北雹暴。其相同特征为:在开始阶段正地闪比例和云闪占总闪电的比例较高;在地面降雹开始之前总闪电频数均出现跃增,其峰值提前降雹6~18 min,同时云闪表现更加活跃;地面出现降雹之后,云闪频数快速下降,地闪占总闪电比增加,甚至超过50%。(2)雹暴的闪电活动均发生在云顶温度小于-50℃的云区内,且密集出现在云顶温度小于-60℃的范围内。闪电主要发生在30 dBZ以上回波区域,密集的云闪对应强对流区,表明云内垂直运动剧烈。负地闪与差分相移率KDP0.5 (°)·km-1和差分反射率ZDR2.0 dB的区域对应关系非常一致,表明负地闪与强降水区密切相关。雹暴回波穹隆区的ZDR值较高、零滞后相关系数(Cc)值较低,很好地指示了上升气流区。较高的水平反射率因子(ZH)和较低的Cc以及较低的ZDR区域对应冰雹粒子区域。闪电很好地对应于云内霰、湿雪、冰雹、干雪等大的冰相粒子区。(3)0℃以上ZDR≥1.0 dB的体积、ZH≥30 dBZ的体积、ZH≥30 dBZ的冰水含量与总闪电频数的时间演变趋势基本一致,其与总闪电频数的相关系数分别为0.756、0.780和0.710,进一步证实大的冰相粒子在起电过程中发挥着主导作用。