线状中尺度对流系统内多个强降水单体的结构演变及闪电活动特征

摘要

利用多普勒雷达、SAFIR3000三维闪电定位系统和气象自动站等观测资料,以线状中尺度对流系统LL-MCS(Leading Line Meso-scale Convective System)内多个γ中尺度强降水单体为研究对象,揭示了单体之间、单体与β中尺度LL-MCS之间的多种相互关系,设计多种雷达参量对单体的结构演变进行定量化描述,进一步建立了对流单体结构演变、闪电活动特征及其相互关系.得到以下结论: (1) LL-MCS内顺义、房山、固安、宝坻对流单体分别造成了1h降雨23、50、27、70mm,在其演变过程中,顺义单体被另一个单体追逐、供给,房山单体包括了2个更小单体的合并过程,而固安、宝坻单体的初生和发展与LL-MCS是喂养、吞食的关系.(2)设计的雷达参量V40(即40dBZ强回波核的体积大小)、V40UP-6(即6km高度以上40 dBz强回波核的体积大小)、SETI1(即回波顶在11km处的回波范围大小)量化描述了单体的三维结构演变特征,Fic(云闪频数)和Fcg(地闪频数)与上述雷达参量关系密切,如与V40UP-6的相关系数为0.63-0.97:而Fic比Fcg更敏感地呼应单体结构的变化.(3)固安单体在成熟阶段,主正电荷区(即辐射点最大密集区所处的地方)维持在较低位置,远远低于其他单体在成熟阶段主正电荷区的高度.(4)在对流单体合并后Fic和Fcg增多且主正电荷区明显抬升的特征、闪电频数陡增对应降水强度加大的特征、闪电频数峰值超前于降雨强度极值等,对灾害天气的预警具有积极意义.