雷暴云电结构和气象参数及卫星雷达资料与闪电关系初探

摘要

本文研究了雷暴云起电机制和雷暴云电结构以及雷暴云下地面电场，利用甘肃兰州地区的探空资料、雷达资料和卫星资料，综合分析了它们与闪电之间的关系，对雷电的预报与预警有一定的指导意义。 本文主要从下面三个方面分析了闪电特征： 1.雷暴云的起电理论中软雹碰撞冰晶的非感应起电机制比较重要，由经验公式可知起电量与液态水含量、粒子大小和下降末速度成正比关系。软雹与冰晶碰撞起电后，正负电荷分离，形成正负电荷区相间的偶极性、三极性或多极性电荷结构。雷暴云内电荷量越大，形成的云内电场和地面电场也较大。并且云内正负电荷中心高度影响地面电场强度大小，电荷中心高度越低，地面电场越大；云砧出现后，雷暴云电结构倾斜，正电荷集中分布在云砧，雷暴云母体和云砧下方地面负和正电场均有所增大，均有利于负地闪和正地闪的发生；负地闪放电后，在短时间内正电荷电量不变，雷暴云下方地面负电场减小，云砧下正地面电场增大。 2.雷暴云的发展与热气团在不稳定环境中的对流抬升有关，因而闪电活动与大气的不稳定因子之间必然有一定的关系。本文利用2004年兰州地区探空资料和闪电资料讨论分析了对流有效位能、气团指数、总指数、垂直风切变和反转温度高度与闪电的关系，发现雷电天气中对流有效位能、气团指数和总指数较无闪电时的要大，但它们不是预报闪电活动的关键因子，对闪电活动的预报只具有指导意义；而反转温度层高度与闪电的峰值电流有较好的相关性；垂直风切变与正地闪闪电电流峰值分布基本一致，与负地闪闪电电流峰值分布趋势相反。 3.利用2004年甘肃兰州地区三次出现冰雹、大风的雷电天气的闪电资料、雷达资料和卫星云图资料，分析了闪电出现时雷达回波特点和卫星云图上云型特征。结果表明：卫星云图与地闪分布图对比发现负地闪多发生在雷暴云母体附近，而正地闪多出现在下风方向；云砧出现后，负地闪多集中在雷暴云母体下方，而正地闪多分布在云砧下方。结合雷达回波图与闪电分布图分析可知，闪电频次与云内液态水含量演变成一致对应关系；闪电密集区与雷达强回波区相对应，但闪电密集区最大中心不是雷达回波最大区；而且地闪分布位置、雷达回波位置以及卫星云图上雷暴云的位置三者基本上吻合，可将卫星云图资料与雷达回波资料综合分析地闪发生的位置，对闪电的预报与预警有指导意义。

目录

学位论文独创性声明和使用授权声明

摘要

第一章前言

第二章基本原理

第三章计算和结果分析

第四章结合雷达和卫星资料分析闪电

第五章结论和讨论

参考文献

致谢