北京地区闪电活动与气溶胶浓度的关系研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

孙萌宇  郄秀书  刘冬霞  Yoav Yair  夏祥鳌  袁善锋  王东方  卢晶雨  Abhay Srivastava  Didier Ntwali 《地球物理学报》2020,63(5):1766-1774

基于2015—2017年北京闪电定位网(BLNET)总闪资料与35个自动空气质量监测站PM2.5数据,分析了北京地区(39.5°N—41.0°N,115.0°E—117.5°E)夏季(6—8月)闪电活动与PM2.5的时空分布特征,同时针对117次雷暴天气,探讨了气溶胶浓度变化对闪电活动的可能影响.结果表明:PM2.5浓度及总闪密度均呈现自西北向东南升高的空间分布特征.闪电峰值在污染背景下出现的时间(19∶00LT)晚于清洁背景下(15∶00LT)约4h,且总闪百分比(～20%)可达清洁背景下(～9%)的两倍.对雷暴前1～4h的PM2.5浓度与时间窗(12∶00—22∶00LT)内总闪数目的中位数进行相关分析,发现PM2.5浓度低于130μg·m-3时,PM2.5与总闪数存在明显正相关,此时气溶胶可能通过影响云微物理过程进而影响雷暴的对流发展,增强闪电活动;PM2.5大于150μg·m-3时,总闪数随PM2.5浓度的增加呈减少趋势,可能的原因是高气溶胶浓度下地面太阳辐射显著下降,对流活动受到抑制,导致闪电活动减少.当PM2.5浓度在130～150μg·m-3时,两者关系不明显.  相似文献   

西北太平洋热带气旋的闪电活动、雷达反射率和冰散射信号特征分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

杨美荣  袁铁  郄秀书  潘伦湘 《气象学报》2011,69(2):370-380

利用热带测雨卫星(TRMM)携带的测雨雷达(PR)、闪电成像仪(LIS)和微波辐射计(TMI)的同步探测资料,选取1998-2008年登陆中国的46个热带气旋,分析了其不同强度阶段的闪电活动、雷达反射率和冰散射信号的分布特征,以及闪电的发生与雷达反射率和冰散射信号之间的关系.结果发现:强度较弱的热带气旋平均闪电次数相对较高;当强度达到强热带风暴阶段后,强度越强,闪电数量反而越少.热带气旋强度不同,闪电的空间分布也有差别,热带风暴、强台风和超强台风阶段眼壁区闪电密度最大,而其他阶段则在外雨带区密度最大.热带气旋大部分区域被层云和弱对流降水控制,0℃层以上雷达反射率迅速减小,冰散射信号也普遍较弱.虽然热带气旋的眼壁区对流活动最强.但相比于外面带却较不易发生闪电.在同等大小的雷达反射率下,闪电更易发生在台风和强热带风暴阶段,超强台风阶段发生闪电阈值最高.由于闪电的发生与软雹、冰晶和过冷水等微物理参量以及上升气流速度紧密相关,因此闪电资料可以提供关于热带气旋不同区域的微物理过程和动力过程信息.  相似文献   

闪电初始放电阶段亚微秒电场变化波形特征   总被引：3，自引：3，他引：0  

曹冬杰  郄秀书  杨静 《大气科学》2011,35(4):645-656

本文选取2008年西藏羊八井地区与2009年东北大兴安岭地区快、 慢天线闪电电场变化仪观测资料, 对云闪起始阶段和地闪预击穿阶段亚微秒电场变化波形特征进行了统计分析, 发现, 无论是云闪还是地闪, 初始阶段快电场变化波形均表现为一系列脉冲形式, 且以归一化幅值小于0.5、 脉冲宽度小于等于10 μs的窄脉冲为主; 同低海拔地区相比, 高原地区地闪预击穿阶段脉冲总数相对较高, 窄脉冲所占比例相对较低, 幅值可与首次回击峰值相比拟的双极性大脉冲的发生比例较低。在统计的基础上, 对产生双极性脉冲的物理机制进行了分析, 发现较大的电流传输速度和电流衰减长度, 是导致双极性大脉冲波形幅值远大于其它脉冲的主要原因。  相似文献   

西北太平洋地区热带气旋闪电活动的气候学特征及其与气旋强度变化的关系     

王芳  郄秀书  崔雪东 《大气科学》2017,41(6):1167-1176

利用2005~2014年全球闪电定位网（WWLLN）资料和中国气象局提供的热带气旋（Tropical Cyclone,TC）位置和强度资料,分析了近10年西北太平洋地区228个TC中的闪电时空分布特征及其与气旋强度变化的关系。结果表明:TC闪电活动年际变化呈震荡分布,夏半年闪电活动比冬半年强,闪电频数日变化呈单峰分布,峰值出现在12:00（地方时,下同）,谷值出现在06:00。闪电密度呈三圈分布结构,内核区和外雨带区闪电密度较高,内雨带区最低;闪电密度空间不对称分布,最高值出现在TC南侧。TC强度改变时,内核区闪电密度随TC不同强度等级的分布与外雨带区不同。TC内核区闪电活动较外雨带区强,内核区和外雨带区的闪电密度最大值分别出现在TC快速增强和强度一般变化时;快速增强过程一般发生在中等强度的TC中,而快速减弱过程一般发生在强度较强的TC中。TC快速增强前后,内核区闪电活动变化比全部TC闪电和外雨带区明显,表明内核闪电活动较全部TC闪电和外雨带区闪电能更好的指示TC的快速增强。  相似文献   

云分辨尺度下一种综合调整水物质含量的闪电资料同化方法   总被引：3，自引：0，他引：3  

陈志雄  郄秀书  田野  王东方  袁善锋 《气象学报》2017,75(3):442-459

在直接调整水汽含量（称为F12）和直接调整冰相粒子浓度（称为Q14）两种闪电资料同化方法的基础上,提出了一种综合调整冰相粒子浓度和水汽含量（称为C17）的闪电资料同化方法,选取一次具有完整闪电观测资料（云闪加地闪）的飑线过程,利用WRF在云分辨尺度进行数值模拟,详细比较了3种闪电资料同化方法的模拟结果。与不进行闪电资料同化的控制试验相比,闪电资料同化试验明显改进了模式对流活动的模拟能力,但是不同同化方法有所差异。在同化时段内,F12方法中回波强度较小,形成大范围层云区,回波中心比实测偏向下游;Q14方法回波强度和落区同实测最为接近,但是对层云区的模拟无明显改进;C17方法综合了F12和Q14方法的优势,与F12方法相比,回波强度增大,落区更加接近实测,层云区面积扩大。同化结束后,F12方法冷池有所增强,雨区向东北方向延伸,但是强度较弱,形成大范围的弱降水区,同化正面效果保持最久;Q14方法低层大气偏干,地表冷池偏强,对流系统迅速移动并衰减,降水区域比实测偏南,同化正面效果消失较快;C17方法冷池范围和强度与实际观测最为接近,降水较F12方法增强,模拟出的飑线形态得到调整,模拟出了实测中的另一降水中心,同化正面效果保持时间延长。   相似文献   

利用低频磁场天线遥感测量人工引雷中的初始连续电流   总被引：2，自引：2，他引：0  

樊艳峰  陆高鹏  蒋如斌  张鸿波  刘明远  郄秀书 《大气科学》2017,41(5):1027-1036

2014年夏季的山东人工引雷实验中,我们利用高灵敏度宽频段磁场天线在距引雷点78 m的距离上开展了对人工引雷初始连续电流过程的遥感测量。通过分析实验期间5次人工引雷的综合观测数据,发现磁场遥感方法对人工引雷中特有的初始连续电流有很好的反演效果。通过对78 m距离上获得的磁场测量信号进行积分处理,能够有效地抑制测量过程中白噪声的影响,从而反演得到初始连续电流的低噪声时变波形。该方法为获取空中引雷实验中的初始连续电流波形提供了一种解决方案,同时也可用于反演近距离自然闪电中地闪回击中的长连续电流的时变波形。  相似文献   

基于多站电场变化同步测量的负地闪回击中和电荷源特征     

武智君  郄秀书  王东方 《高原气象》2016,(4):1123-1134

利用北京闪电综合探测网(Beijing Lightning NETwork)在2011年8月9日的一次中尺度对流系统过境期间获得的7个站同步闪电地面电场变化资料,在采用蒙特卡罗数据处理方法对资料进行误差订正的基础上,基于非线性最小二乘拟合算法,深入分析了51次负地闪的127次回击中和电荷源的特征。多回击负地闪回击中和电荷源的水平分布尺度Le和垂直分布尺度ΔHe分别为13.0±9.3 km和2.1±1.7 km;两者之比Le/ΔHe为61.2±278.5。随着垂直分布尺度ΔHe的增大,水平分布尺度Le以及水平和垂直分布尺度之比Le/ΔHe呈减小趋势。对雷暴不同阶段负地闪回击中和电荷源的分析发现,雷暴自发展到成熟,再到消散阶段,回击中和电荷源最大高度呈先缓慢上升、后显著减小的变化趋势;这期间,电荷源的最低高度始终在距地面5 km左右,电荷源水平分布总体上自西北向东南方向移动,与雷暴云移动方向一致。与雷达回波的叠加发现,负地闪回击中和的电荷源主要分布在回波强度25 d BZ的区域,其中高度值≥7 km的电荷源占34%,主要分布在雷暴云对流活动较强的区域内部;高度值7 km的电荷源占66%,在雷暴云对流活动较强的区域内部和外围都有分布。  相似文献   

地球γ射线闪(TGFs)及其物理机制研究进展     

郄秀书  王俊芳 《地球科学进展》2010,25(9):893-906

根据卫星、地面、飞机和气球的探测结果,TGFs和与雷暴、闪电过程有关的高能辐射现象可以大致分为2类:持续时间为毫秒量级的短时间高能辐射,一般认为多数可能与闪电有关;持续时间为几秒甚至更长的长时间高能辐射,一般认为可能与雷暴有关.对已有的TGFs和与雷暴、闪电有关的高能辐射现象的观测事实、理论探索和数值模拟方面的进展进行简要的回顾,并提出目前尚未解决的问题.  相似文献   

山东人工引发雷电综合观测实验及回击电流特征   总被引：3，自引：2，他引：1  

郄秀书  杨静  蒋如斌 《大气科学》2012,36(1):77-88

山东人工引发雷电实验 （SHATLE) 自2005年开始, 六年来共成功引发负极性雷电22次, 包含大电流回击过程88次, 实验获取了包括雷电放电通道底部电流、近距离电磁场、 高速摄像等在内的高质量同步观测资料。对36次实测回击电流的统计分析表明, 回击峰值电流的几何平均值为12.1 kA, 最大值为41.6 kA, 最小值为4.4 kA。回击电流波形的半峰值宽度范围在1～68 μs之间, 电流10%～90%峰值的上升时间几何平均值为1.9 μs, 中和电荷量为0.86 C, 作用积分（action integral, 或称比能量) 为2.6 ×103A2?s。人工触发闪电峰值电流约16.5 kA的回击在30 m处产生的电场变化可达56.0 kV/m, 60 m处的磁场几何平均值为52 μT。一些强烈的M分量可以具有与回击相当的电流峰值和中和电荷量。人工引雷初始阶段上行正先导的发展速度约为0.96×105 m/s。  相似文献   

大气电场,电流多路同步测量的数据实时采集和滚动显示记录系统   总被引：6，自引：5，他引：6  

张广庶  郄秀书 《高原气象》1997,16(2):210-215

阐述了利用微机对大气电场及麦克斯韦电流密度进行实时多路长时间记录、显示的原理，操作方式及编程。在野外观测的基础获得了电场、电流密度的同步数字化资料，实现了电场、电流密度观测记录的自动化、该系统测量信号以模式所形式实时连续滚动显示在ＶＧＡ显示器上、数字化信号实时存储在计算机硬盘上，记录后的数据可再处理，也可再显示。  相似文献