两个中尺度对流系统的降水结构和闪电特征

对两个处于不同发展阶段的中尺度对流系统(MCS)降水结构的分析结果表明,处于初生至发展阶段的MCS,对流降水和层云降水的面积比相对较大,处于成熟至消亡阶段的MCS的相对较小。本文进一步分析了这两个MCS个例在6km高度处的雷达回波特征及其和闪电的关系,结果表明处于初生至发展阶段的MCS的绝大部分事件(闪电资料的一种)集中发生在MCS中的强对流单体回波区,而对处于成熟至消亡阶段的MCS,事件集中发生在对流区和对流云向层云转化的回波区。

北京夏季强雷暴降水回波结构与闪电特征个例分析

利用北京市气象局短时临近交互预报系统（VIPS）资料，对2008年奥运会期间两次强降水天气过程雷达回波结构及闪电时空特征进行了细致分析。结果表明，局地性强雷暴降雨天气中，降雨率峰值与闪电活动峰值关系有超前也有略滞后的情况；关于云闪和地闪出现时间，云闪一般要超前地闪5～15min；强降水回波单体中，总闪电次数的70％以上出现在大于40dBZ的强回波区，当最大回波强度大于60dBZ时，云闪出现在强回波区的概率接近90％，说明回波强度越强，云闪出现在强回波区的概率越大；对云闪与雷达回波垂直结构分析发现，强降水单体中云闪发生的高度主要在6km以上，且云闪发生频数峰值出现在8～11km高度。

基于CloudSat卫星资料分析东太平洋台风的云、降水和热力结构特征

利用2006～2010年的CloudSat热带气旋过境数据集资料,依据风速大小划分为不同演变阶段,对各阶段内东太平洋台风的云、降水和热力结构进行综合分析。结果表明:雷达反射率在5km高度上下的分布截然相反,沿径向回波强度和顶高不断减小。各类云沿径向和垂直方向的分布差异较大,而深对流云的垂直尺度和发生概率始终较大。有效粒子半径、分布宽度参数和冰水含量随高度减小而粒子数浓度却增大,沿径向各冰云参数以及降雨率都不断减小。各阶段降雨率总体上夏季大于秋季,沿纬向各季节在不同阶段的分布各异。内核区降雨率近似服从指数分布且对暖的海面温度SST较为敏感,其与雷达反射率的散点分布集中在三个区域内。内核区5～10km高度存在暖核结构,其下方恰好对应湿心区,而10km以上相对湿度距平较大值区对应台风顶部的卷云罩。各阶段4.5km以上为对流性稳定层结而该高度以下的层结特性各异,此外假相当位温沿径向不断减小。

沿海地区一次中尺度对流系统闪电活动及降水结构

利用TRMM卫星的测雨雷达，微波成像仪，闪电成像仪等探测数据，研究了2010年8月5日发生在江苏北部一次中尺度对流系统（MCS）的降水结构和闪电活动之间的关系。结果表明：MCS在发展阶段，对流云降水面积与层状云降水区相当；在减弱阶段，层状云降水区面积远大于对流云降水区。MCS的生命史中，大部分闪电发生在对流云区，仅有少数闪电发生在层状云区，在减弱阶段闪电多发生在对流云和层云的过渡区中。发生闪电的层云和对流云降水垂直廓线表明：在MCS的发展成熟和减弱中在4km高度，层云降水率都达到最大值；在对流云降水区中发生闪电主要与对流云上空含丰富的冰相粒子和对流云发展厚度（顶高达17km）有关。研究还表明闪电数目最大值一般回波强度在35～45dBz之间，并非回波越强闪电越多。闪电主要发生在40-50dBz之间，且明显向强回波区趋近，这对我们利用雷达回波预警闪电落区具有一定的参考意义。

一次暖云强降水主导的对流单体闪电活动特征

利用中国气象局雷电野外科学试验基地(CMA_FEBLS)三维闪电观测数据,结合广州双偏振雷达观测数据,分析了2017年5月7日广东一次暖云强降水对流单体的闪电活动及其与云降水结构的关系.该单体在4 h内产生1250个闪电,地闪比例约24%.绝大多数闪电出现在4~12 km高度,对应温度层为0℃至-40℃;闪电放电活动的峰值高度出现在8.5 km,对应环境温度约-19℃.分析的强降水单体宏观上呈现上正、中负、下正的三极性电荷结构,中部负电荷核心区约为-8℃至-15℃.在闪电活动区域中,由干雪粒子主导区域占比约82%,霰粒子主导区域占比约11%,且大部分与闪电活动关联的霰粒子主要位于4~8 km高度.总闪频数与30 dBZ雷达回波顶高、-20℃温度层上大于20 dBZ的回波体积具有较好的相关性.闪电活动的平均位置高度与20 dBZ雷达回波顶高和-20℃温度层上大于30 dBZ的回波体积具有较好的相关关系.闪电活动与最大降水强度之间具有较好的时序对应关系,单个闪电表征降水量的值为107 kg/fl量级.