Activity characteristics of the cloud-to-ground lightning in a severe convective weather event in Arksu of Xinjiang
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摘要:
2017年6月7日阿克苏地区出现一次强对流天气过程，其中2个α中尺度对流系统（MCS）及其合并发展造成多站大风、冰雹和短时强降水。为探明该过程地闪分布及其与云顶亮温（TBB）、雷达回波和对流系统发展的关系，加深对新疆强对流天气中地闪活动规律和特征的认识，利用新疆地闪监测定位系统数据、卫星TBB资料、C波段多普勒天气雷达资料等，分析了此次强对流天气过程地闪活动特征。结果表明：（1）对流层低层和中层明显增湿，低空中尺度切变线稳定维持，使得地闪集中分布在低空切变线暖平流一侧。（2）该过程以负地闪活动为主，地闪强度由西向东呈增强趋势，地闪强度与地闪密度分布存在一定的负相关，地闪次数跃增和正地闪占比下降与地面大范围强风有着较好的相关性。（3）地闪多发生在TBB≤-40℃云区内，地闪次数与TBB≤-40℃云团面积和最低TBB分别呈正相关和负相关。（4）MCS影响期间负地闪和正地闪多发生在5~20 dBz和10~15 dBz回波区内；对流发生发展和成熟阶段垂直积分液态水含量（VIL）峰值较地闪次数剧增提前12~20 min出现。地闪次数与回波顶高对流发生发展阶段呈正相关关系，成熟阶段呈负相关关系。
Abstract:A severe convective weather event occurred in the Arksu area of Xinjiang on 7 June 2017. In this event, two α-mesoscale convection systems (MCS) and their merging and development caused gale, hailstorm, and short-time heavy precipitation at several stations. The objective of this study is to determine the distribution characteristics of cloud-to-ground (CG) lightning and its relationship with cloud top brightness temperature (TBB) and the development of radar echo and convective system in this event, and to deepen the understanding of the characteristics of CG lightning activity. Using the lightning locating data over Xinjiang, the TBB data from FY-4A, the Doppler weather radar data, and other data, we conducted an analysis of the characteristics of CG lightning activity during this event. The results show that (1) the CG lightning activity concentrates on the warm advection side of the low-level shear line due to the obviously wetter lower and middle troposphere and the stability and continuance of the mesoscale shear line in the lower troposphere. (2) During the event, the CG lightning is mainly negative CG lightning, and its intensity is higher in the east and lower in the west of the Arksu area. There is a certain negative correlation between the CG lightning intensity and the CG lighting density. The large-scale strong wind near the ground has a strong linear correlation with the leap of CG lightning frequency and the decreasing of positive CG lightning proportion. (3) Most of CG lightning distributes in the areas where TBB is less than or equal to -40℃. The frequency of CG has positive and negative correlations with the cloud cluster areas with TBB ≤ -40℃ and the TBB minimum value, respectively. (4) During the period affected by MCS, most of the negative and positive CG lightning occur in the echo areas of 6-20 dBz and 11-15 dBz, respectively. Both the generation and development and the mature stages of convection, the peak value of vertical integrated liquid water content (VIL) appears 12-20 min earlier than the sharp increasing of CG lightning frequency. There are positive and negative correlations between CG lightning frequency and echo top height at the generation and development and the mature stages of convection, respectively.
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引言
对流活动时常伴有雷电、大风、冰雹、雷雨等灾害性天气，威胁人民群众生命和财产安全(Weisman and Trapp, 2003；郑永光等，2010)。强对流系统内部垂直运动较为强烈，云内产生的放电过程也较剧烈，因而引发的雷电灾害往往酿成不良社会和经济后果，对安全生产也会造成较大影响。随着现代闪电监测技术逐渐成熟，闪电监测定位系统数据大量应用在强对流天气过程分析研究中，并能有效改进强对流天气诊断和预报效果(Reap and MacGorman, 1989；Stolzenburg，1994；张义军等，2006)。大量研究表明，闪电活动频数、地闪位置分布与降水强度、对流降水量存在密切联系(苗爱梅等，2007；杨晓军等，2015；王婷波等，2017；刘泽等，2020)；强降水时段负闪活动剧烈，降水开始和结束阶段正闪较活跃(成勤等，2020)，负地闪频数最大值一般出现在短时强降水发生前的30 min~ 3 h (朱莉等，2018)。国内外众多学者利用闪电资料和雷达、卫星、地面探空等常规观测数据(Nikolai et al., 2005；刘冬霞等，2010)，探究了季风区不同类型对流活动期间闪电活动特征差异，指出飑线过程中闪电活跃区域发生在近地面相当位温强梯度带(孙凌等，2019)和较强垂直风切变的区域(徐燕等，2018)，强雷暴期间地闪活动主要集中发生在40~55 dBz雷达强回波区(程向阳等，2018)和回波顶高9~15 km范围内(张春燕等，2021)，负地闪集中区与强回波中心区较为吻合。此外，还有学者针对冰雹、大风等灾害性天气过程中闪电活动特征开展了相关研究(陈哲彰，1995；冯桂力等，2010)，结果表明，地面大风阶段对应剧烈的闪电活动，地闪频数跃增略提前于地面强风发生时间；而降雹期间总闪电频数明显增多，降雹发生在正地闪比较活跃的阶段(郭润霞和张文龙，2019；孙萌宇等，2020)，地闪频数的骤减与雷达最大反射率因子和回波顶高维持大值可作为冰雹预测指标(张琴等，2018)。
上述研究成果大多针对中国东部季风区，为充分认识季风区雷电活动发展机理提供了一定的理论依据。受“三山夹两盆”的特殊地形影响，新疆地区夏季对流性天气常伴有雷电活动，2005—2020年新疆发生雷电灾害154起，共造成82人伤亡，新疆气象学者包斌等(2001)、霍广勇等(2013)先后对新疆雷暴日数据进行统计分析，给出了新疆雷暴日数时空分布及变化特征，并指出新疆雷暴分布具有较强的地域性。王红等(2014)、王延慧等(2018)基于前人研究工作，利用新疆地闪定位监测资料，统计分析了新疆地闪活动特征，指出新疆地闪以负闪为主，地闪密度呈现北疆大于南疆、西部大于东部、山区大于沙漠戈壁的特征。王延慧等(2019)还基于ArcGIS开展了新疆雷电灾害风险区划研究，明确了新疆不同区县雷电灾害风险等级。此外，马超等(2020)研究天山北坡短时强降雨和冰雹过程前后的地闪活动特征发现，强对流过程前后地闪频数存在突增现象，并给出地闪极性和地闪频数突增在强对流短临预警中的阈值。以往针对新疆雷电的研究，大多关注其造成的灾害、雷电预警等(保尔汗江·买买提，2011)，而针对地闪活动与对流系统活动、雷达回波特征等相关性研究相对匮乏。本文利用新疆气象局LD-Ⅱ地闪定位资料、风云2G卫星云顶亮温产品、阿克苏地区C波段多普勒天气雷达资料及气象常规观测等资料，对阿克苏地区2017年6月7日一次强对流天气过程的地闪活动特征进行了研究，重点探讨地闪分布与云顶亮温、雷达回波和对流系统发展的关系，期望不断加深对新疆强对流天气地闪活动规律的认识。
1. 天气过程与资料说明
阿克苏地处天山山脉中段南麓和塔里木盆地北缘，地势北高南低。作为新疆强对流天气高发区之一，近年来阿克苏地区强对流活跃，常伴有雷雨大风、冰雹等灾害性天气。2017年6月7日17—23时(北京时，下同)，新疆阿克苏地区出现一次强对流天气，中尺度对流云团先向南再向东移动，先后造成当日18—20时该地区温宿县、阿瓦提县、阿拉尔市大风和冰雹(最大冰雹直径4 cm)以及20—23时沙雅县大风天气，对该地区林果业、农牧业和居民建筑均造成重大经济损失。
本文所用地闪资料为新疆维吾尔自治区气象局各站LD-Ⅱ型闪电定位仪监测到的对流活动期间的闪击数据，从中提取得到阿克苏地区各站(气象观测站点分布见图 1)地闪资料，并对地闪观测数据进行如下预处理: 首先，为减少小幅值地闪资料误差和境外地闪数据对整体数据的干扰，从原始数据中剔除境外地闪数据和小幅值电流数据(区间为-2~2 kA)；然后，剔除一般认为误差较大的300 kA以上数据(包炳生等，2009；郑栋等，2010a)；最后，将前后间隔0.5 s内和距离10 km内的多次回击过程归为一次闪电(Zheng et al., 2016)，同时删除继后回击，将首次回击资料作为该次闪电信息进行统计分析。文中在分析阿克苏地区的地闪强度、密度以及时空分布特征时采用了数理统计方法。地闪密度及地闪强度和频次统计标准如下：
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图 1 阿克苏地区地面气象观测站(黑色圆点所示)与闪电定位仪安装站点(红色字所示)分布(阴影为地形高度)Figure 1. Distribution of ground meteorological stations (showed by black dot) and the ones (showed by red word) installed with lightning location detection instrument in the Arksu area of Xinjiang. Shaded denotes topographical altitude(1) 地闪密度。按0.05°×0.05°经纬网格统计2017年6月7日17∶00—23∶00阿克苏地区(79.48°—84.07°E，40.04°—42.55°N)总地闪次数，再除以该区域面积(13.25×104 km2)，得到平均地闪密度(次·100 km-2)。
(2) 地闪强度和频数。把地闪强度绝对值|I|≤ 100 kA的地闪按20 kA间隔分成5段，100 kA＜|I|＜300 kA单独记为一段，分别统计各地闪强度段正、负地闪频数。
另外，本文还用到了阿克苏多普勒天气雷达站资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF) ERA5再分析资料、FY-2G卫星逐小时黑体亮温(TBB)资料、地面和高空气象观测资料等。为研究闪电活动与地面大风的关系，利用地面气象站观测的天气现象和地面最大风速资料，定义测站小时最大风速≥17.8 m s-1为一次强风天气。
2. 环流形势与环境场分析
2017年6月7日08∶00 500 hPa高度场(图 2)，伊朗高原和新疆地区为高压脊控制，西西伯利亚低涡向东南移至巴尔喀什湖附近，同时对流层低层增湿明显，同时阿克苏和库车探空站对数压力图(图略)显示700 hPa和850 hPa比湿均达7 g·kg-1；14∶00—20∶00，低涡减弱成槽并向东北方向移动，同时700 hPa阿克苏西北部中尺度切变线向东南方向移动，为对流发展提供了有利的动力条件。结合雷达产品和卫星云图(图略)分析可知，两个α中尺度对流系统(记为云团A和B) 17∶00在阿克苏西北部山区生成后于18∶38逐渐合并发展为云团C，21:00后云团C移出阿克苏地区，雷达回波明显减弱。因此，将造成本次强对流天气过程的对流系统的生命史分为三个阶段，即6月7日17∶00—18∶40对流发生发展阶段、当日18∶40—22∶00对流成熟阶段和当日22:00后对流消亡阶段，由于对流系统21∶00后其主体逐渐移出阿克苏地区，因而下文重点针对21∶00前对流系统生命史期间地闪活动特征进行分析。
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图 2 2017年6月7日08时500 hPa位势高度(等值线，单位: dagpm)与风场(矢量，单位: m·s-1) (红色矩区代表阿克苏地区；阴影区风速≥12 m·s-1)Figure 2. Geopotential height (contours, unit: dagpm) and wind field (vector, unit: m·s-1) at 500 hPa at 08∶00 BT on 7 June 2017. Red rectangle denotes the Arksu area, and shaded areas show where wind speed is greater than or equal to 12 m·s-1已有研究(郑栋等，2005；成勤等，2020)表明，暖云层厚度、垂直风切变强度、对流有效位能(CAPE)等对雷暴对流云电活动分布和剧烈程度具有重要影响。分析阿克苏站探空曲线看到，月6 7日08∶00 (图 3a)，该站对流不稳定潜势明显，温度、湿度层结曲线从低层到高层呈“喇叭口”分布，对流层中低层明显增湿，CAPE为340.6 J·kg-1，K指数为36 ℃，对流层中低层增温增湿，大气层结较不稳定。14∶00 (图 3b)，利用阿克苏站地面温度、露点温度及ERA5再分析资料的风场\相对湿度对探空曲线进行订正，发现温、湿度廓线仍呈“喇叭口”型，CAPE迅速增至1 024.2 J·kg-1，750— 700hPa出现湿层，午后对流潜势强盛发展。
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图 3 2017年6月7日08时阿克苏站探空图(a)和14时该站经订正后的探空图(b)(红色区域表示对流位能区，紫色区域表示对流抑制能区)Figure 3. (a) Sounding chart at 08:00 BT and (b) that revised at 14∶00 BT on 7 June 2017 at Arksu station.Red area is convective potential energy area, and purple area is convective inhibition energy area环境垂直风切变强度和雷暴内上升气流速度对冰相粒子分布起关键作用(徐燕等，2018)，并影响雷暴云电荷结构发展(张义军等，2000；马永杰和周筠珺，2014)。从探空风场看，08∶00 (图 3a)阿克苏站对流层中低层风向随高度逆时针旋转(暖平流)，14∶00 (图 3b)对流层低层转为弱冷平流，0—6 km垂直风切变为10 m·s-1，为中等强度垂直风切变，云中雨滴不易蒸发，利于对流云初期组织化发展(谌芸等，2012；冯晋勤等，2022；闵颖等，2022)。20时(图略)，阿克苏地区对流层中层500 hPa西北风迅速增至22 m·s-1，强烈的垂直风切变利于斜升气流发展(陈明轩等，2012；徐燕等，2018)，增大了雨滴碰撞破碎的机率，大量水汽被抬升至较低温度区，为冰相粒子形成和碰撞提供条件(崔晔，2022)。综上可知，该站环境条件利于对流发展和地闪活动。
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图 4 2017年6月7日16时对流有效位能(a，单位: J·kg-1)与20时925 hPa相当位温(b，单位: K)并叠加20时前后30 min阿克苏地区地闪分布“(-”代表负地闪，“+”正地闪)Figure 4. (a) Convective available potential energy (unit: J·kg-1) at 16∶00 and (b) equivalent potential temperature (unit: K) at 925 hPa at 20:00 BT on 7 June 2017, and overlaid with the cloud-to-ground (CG) lightning in the Arksu area during 30 min before and after 20∶00 BT. Blue symbols"－"and red symbols"+"mark negative and positive CG lightning, respectively3. 地闪时空分布特征
阿克苏地区本次强对流天气期间(6月7日16∶00— 23∶00)共发生地闪377次，占其6月地闪总次数的29%。强对流天气期间地闪活动主要以负地闪为主，负地闪次数占强对流天气期间总地闪次数的81%，负地闪强度主要在0~60 kA之间，电流强度最小为-6.8 kA，最大为-100.4 kA，平均电流强度为-26.3 kA；正地闪共出现71次，强度主要在20~80 kA之间，电流强度最小为10.5 kA，最大为132.8 kA，平均为56.6 kA(表 1)。对比正负地闪峰值强度可知，无论地闪强度最大值和平均值，正地闪均大于负地闪。
表 1 2017年6月7日16∶00—23∶00阿克苏地区负、正地闪各区间电流强度(I)及其占比Table 1. The intensity and proportional distribution of negative and positive CG lightning in the Arksu area from 16∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017地闪 平均强度/kA 0 < I≤20 20 < I≤40 40 < I≤60 60 < I≤80 80 < I≤100 I > 100 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 负地闪 -27.33 111 36.3 158 51.6 32 10.5 1 0.3 3 1 1 0.3 正地闪 56.60 5 7.0 19 26.8 17 24.0 14 19.7 9 12.7 7 9.8 图 5给出2017年6月7日16∶00—23∶00阿克苏地区平均地闪密度和平均强度的空间分布。图 5a显示，强对流天气期间平均地闪密度呈带状和片状分布，其大值区主要集中在拜城、沙雅、阿克苏和阿瓦提等地，阿克苏西部地区地闪密度最小。图 5b显示，平均地闪强度呈现西低东高分布，其较大值分布在阿克苏东南部，而该地区地闪次数较少，最大平均地闪密度仅0.8次/(100 km2)；地闪活动较频繁区域平均地闪强度较小，为30~40 kA，这与表 1分析结果基本一致。
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图 5 2017年6月7日16∶00—23∶00阿克苏地区平均地闪密度(a，单位: 次/(100 km2))与平均地闪强度(b，单位: kA)空间分布Figure 5. The spatial distribution of (a) mean destiny (unit: time/(100 km2)) and (b) mean intensity (unit: kA) of CG lightning in Arksu area from 16∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017阿克苏强对流天气过程期间，云中负地闪占主导(图 6)，对流发生发展阶段，受云团A影响，地闪活动呈现缓慢增加趋势，最大地闪次数增至9次·(5 min-1)，随后地闪活动次数略有下降，但正地闪次数占比持续增加。从18∶40开始，云团A和B合并发展，云内上升气流迅速增强，有助于粒子碰并增长，使得云滴能够在短时间内迅速增大成为雨滴(崔晔，2022)，并随雷暴后下沉气流下落，地闪活动随着带有大量电荷的水成物下落而开始活跃，地闪次数由1次·(5 min)-1迅速增至9次·(5 min)-1，而正地闪次数占比由100% (18∶40)逐渐下降至18% (19∶10)，且在随后30 min内都基本保持在25%以下。对流层低层中尺度对流云团后部存在强偏北气流进入云内(图 7)，这支干冷气流加速云雨粒子蒸发和升华，有助于对流系统后部下曳气流增强，导致19∶00前后10 min内阿克苏地区6站次出现超过17.8 m·s-1强风(其中温宿县4次)，而阿瓦提处于云团前部强上升气流附近，云团内冰晶粒子和水滴被带入高空温度较低区域逐渐形成雹胚，由于本次对流云暖云区较厚，因而冰雹直径相对较小。
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图 6 2017年6月7日阿克苏强对流天气过程逐5 min正、负闪次数及正地闪次数占比(横坐标轴下红色粗竖线代表出现强风，黑色矩形框表示强风集中时段)Figure 6. The 5-minute positive and negative CG lightning frequency and the percentage of positive CG frequency in the severe convective weather event in Arksu on 7 June 2017.Red thick vetical line below the abscissa denotes the occurrence time of gale at the station, and the black rectangle indicates the concentrated period of gale6月7日19∶40—20∶10地闪活动次数再次波动增长至11次·(5 min)-1，正地闪占比由33%迅速下降至0，对应20∶00前后库车—沙雅一线再次出现5站次强风，这可能是受对流系统后部下曳气流底部外流影响产生的。上述分析说明地闪活动跃增和正地闪次数占比下降与地面大范围强风存在较好对应关系。
4. 地闪活动与云顶亮温、雷达回波和对流发展的关系
地闪分布与中尺度对流系统(MCS)发展密切相关，分析地闪活动与对流发展、云顶亮温和雷达回波的关系，可进一步探索强对流天气中地闪活动与分布规律。
4.1 地闪活动与对流发展的关系
造成阿克苏地区此次强对流天气过程的对流云团发生在500 hPa西西伯利亚低涡前西南气流和700 hPa低空切变线环流背景下，低空水汽输送和地面增温均为对流发展提供了层结不稳定条件。对流发生发展阶段，对流层低层存在明显暖平流(图略)，对流成熟阶段的6月7日19:00 (图 7a)，云团C北部冷平流沿急流逐渐侵入云团后部，冷空气入侵降低了对流内部温度层高度(尹丽云，2021)，云内混合相态粒子增长区增厚，利于云内电荷累积。当日20:00 (图 7b)，700 hPa阿克苏北部下坡风逐渐增强，与槽底偏西气流在阿克苏中部对峙，形成横向中尺度切变线，切变线附近气流快速辐合抬升，利于对流发展和地闪发生。对流期间地闪集中分布在低空切变线暖平流一侧，风切变较明显区域通常垂直方向上存在强烈气流扰动，这种扰动作用下冰晶/雪花粒子碰撞机率逐渐增大，携带大量电荷的水凝物逐渐下降，地闪加速活跃(孙继松等，2014)。
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图 7 2017年6月7日19时(a)和20时(b) 700 hPa风场(矢量，单位: m·s-1)与温度平流(填色区，单位：10-5 K·s-1) 分布(黑色等值线表示≥12 m·s-1风速; C为对流云团; 棕色实线为切变线)Figure 7. Wind field (vector, unit: m·s-1) and temperature advection (color-filled area, unit: 10-5 K·s-1) at 700 hPa at (a) 19∶00 BT and (b) 20∶00 BT on 7 June 2017.Black contour denotes the wind speed of greater than or equal to 12 m·s-1, and symbol C indicates the convective cloud clustersMCS影响期间地闪活动与散度场也存在较好对应关系。对流发生发展初期的6月7日18∶00 (图 8a)，阿克苏地区对流层低层存在弱辐合，高空伴有气流辐散，地闪主要分布在700 hPa辐合中心附近；对流成熟阶段(图 8b、c)，低层偏北急流前迅速形成强辐合中心，最大辐合中心为-14×10-5 s-1，同时高层辐散区范围进一步增大，高层辐散抽吸，低层气流辐合，加剧了冷暖气流辐合抬升，地闪活动主要集中在低层辐合与高空辐散叠加区。21∶00 (图 8d)后，低层强辐合区和地闪活动密集区逐渐移至阿克苏东部。结合前文分析发现，低空偏北急流一方面携带北部冷气团与暖气团交汇，增大了大气层结不稳定性，利于对流发展；另一方面，低空急流推动切变线南移，急流前风速辐合也加强了垂直经向环流，MCS在南移过程中逐渐增强，云内上升气流增强和冰相粒子增加，为地闪活动提供了有利的动力条件。
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图 8 2017年6月7日18:00 (a)、19:00 (b)、20:00 (c)和21:00 (d) MCS活动期间300 hPa (等值线)和700 hPa (阴影) 散度(单位: 10-5 s-1)并叠加各时刻前后30 min阿克苏地区地闪“+”(代表正闪；“-”代表负闪)Figure 8. Divergence (unit: 10-5 s-1) at 300 hPa (contours) and 700 hPa (shaded) at (a) 18:00 BT, (b) 19:00 BT, (c) 20:00 BT and (d) 21:00 BT on 7 June 2017 during the MCS activety in the Arksu area, and overlaid with the CG lightning in the Arksu area during 30 min before and after the corresponding time. Blue symbols"－"and red symbols"+"mark negative and positive CG lightning, respectively低空偏北气流补充至云体后部，汇入上升气流中，低层风场辐合加剧垂直运动发展(图 9a)，垂直上升运动伸展至700 hPa后，气流逐渐辐散，偏南辐散气流与低空偏北气流再次辐合，低层暖湿不稳定气团与干冷气团混合，利于对流发展和维持。随着对流云团发展，850 hPa以上气旋性涡柱由倾斜结构转为与地面垂直结构，深厚涡柱伸展至400 hPa (图 9b)，涡度中心对应垂直速度大值区，深厚气旋性涡柱和低层强水平辐合形成次级环流加强了对流发展，上升气流增强进一步增加了云内冰相粒子，云中起电增强，利于闪电发生。
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图 9 2017年6月7日不同时刻沿82.25°E的物理量经向剖面图(黑色阴影区为地形遮蔽区): (a) 19∶00经向风(矢量，单位：m·s-1) 与垂直速度(阴影(上升运动)，单位: m·s-1)；(b) 20∶00散度(等值线，单位: 10-5 s-1)与正涡度(阴影，单位: 10-5 s-1)Figure 9. Meridional cross section along 82.25°E of (a) meridional wind (vector, unit: m∙s-1) and vertical velocity (shaded, unit: m·s-1, show only ascending motion) at 19∶00 BT and (b) divergence (contours, unit: 10-5 s-1) and positive vorticity (shaded, unit: 10-5 s-1) at 20∶00 BT on 7 June 2017. Black shadow denotes the terrain sheltered area4.2 地闪活动与云顶亮温的关系
已有研究(宋强等，2019；陈仁君等，2021)表明，季风区对流活动期间，地闪活动与云顶亮温(TBB)存在较好的对应关系。分析MCS影响期间地闪活动与TBB的关系发现，7日17∶00—18∶00 (图 10a、b)，中尺度对流云团A、B在阿克苏西部和西北部生成后逐渐移至阿克苏中部，地闪呈线状分布，云团东侧正地闪大多分布在负地闪前侧TBB梯度大值区。云团A、B南移增强合并为云团C (图 10c)，负地闪多出现在云团东侧-40 ℃和-50 ℃之间TBB梯度大值区内，正地闪集中在云团南部TBB为-50 ℃附近区域，这可能是由于对流云团中心TBB低，云团发展高度最高，正地闪主要出现在阿克苏南部降雹测站附近，云内雹粒子形成和下降消耗了云中液态水含量，使得霰粒子更易携带正电荷(郑栋等，2010b)；20∶00—21∶00 (图 10d、e)，地闪活动逐渐移至阿克苏东部，并分布在对流云团前侧TBB梯度大值区。22∶00 (图 10f)，云团移出阿克苏地区，地闪多集中分布在阿克苏地区与巴音郭楞蒙古自治州交界处。
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图 10 2017年6月7日17:00 (a)—22:00 (f)间隔1 h的FY-2G云顶亮温(TBB，单位: ℃)与整点前后30 min阿克苏地区地闪叠加图(A、B、C表示对流云团)Figure 10. Temperature (unit: ℃) of brightness blackbody (TBB) at 1-hour intervals from FY-2G from (a) 17:00 BT to (f) 22:00 BT on June 7 2017, and overlaid with the CG lightning in the Arksu area during 30 min before and after the corresponding time. Symbols A, B and C denote convective cloud clusters阿克苏地区此次强对流天气过程中地闪活动呈南北向线状分布，多集中在TBB≤-40 ℃云区内，这与季风区中尺度云团内地闪活动特征较为一致(朱莉等，2018；成勤等，2020)。图 11给出6月7日17∶00— 23∶00云顶最低亮温、云顶亮温低于-40 ℃云团面积与各整点前后30 min地闪次数逐时变化。从中可见，对流云团发展至成熟阶段(17∶00—21∶00)，云顶最低TBB先降低后升高，TBB低于-40 ℃云团面积先增后减，地闪次数与云顶最低TBB和TBB低于-40 ℃云团面积分别存在负相关和正相关。22:00后，云团强度略有增强，但TBB低于-40 ℃云团面积迅速减小，且其主体已逐渐移出阿克苏地区，对应地闪次数由70次·h-1迅速降至5次·h-1。
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图 11 2017年6月7日17∶00—23∶00云顶最低亮温(单位: ℃)、云顶亮温低于-40 ℃云团面积(单位: 104 km2)与整点前后30 min阿克苏地区地闪次数(单位: 次·h-1)变化(红色矩形表示云团主体移出阿克苏地区的时段)Figure 11. Variation of hourly minimum brightness temperature (unit: ℃), cloud cluster area (unit: 104 km2) with the brightness temperature of less than -40 ℃ and CG lighting frequency (unit: times·h-1) in the Arksu area from 17∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017. Red rectangle indicates the period when the main body of convective cloud cluster moved out of the Arksu area4.3 地闪活动与雷达回波的关系
通过分析MCS影响期间地闪活动与雷达回波关系发现，干旱、半干旱地区对流活动相对季风区强度较弱，但雷电活动与对流单体雷达回波强度、回波顶高度也存在较好的对应关系。对流发生发展阶段(图 12a、b)，对流单体A和B逐渐东移，雷达回波以零散块状为主，地闪分布表现为零散特征，负地闪次数相对较少，这是由于雷暴发展初期中云中上升气流占主导地位，能量处于缓慢积累阶段，因而并不足以产生大量地闪，多个较小回波单体也导致地闪分布较分散；18∶38 (图 12c)，对流单体A、B合并成C，地闪主要分布在强回波区北侧，强回波区南部地闪次数相对较少。对流单体C进入成熟阶段后强回波面积不断增大(图 12d)，回波也较初期发展明显，20∶03对流单体局部回波强度超过50 dBz (图 12e)，地闪呈线状分布，负地闪次数明显增多。21∶00后(图 12f)，对流单体向东移至阿克苏东部，回波强度和面积均减小，地闪次数随之逐渐减少。
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图 12 12 2017年6月7日17∶13 (a)、17∶52 (b)、18∶38 (c)、19∶23 (d)、20∶03 (e)和21∶00 (f)阿克苏雷达组合反射率因子(每圈间隔100 km)并叠加各时刻前后3 min正负地闪(A、B、C表示对流单体)Figure 12. Combined reflectivity factor (unit: dBz; 100 km intervals per circle) from the Arksu radar at (a) 17∶13 BT, (b) 17∶52 BT, (c) 18∶38 BT, (d) 19∶23 BT, (e) 20∶03 BT and (f) 21∶00 BT on7 June 2017, and overlaid with the positiven and egative CG lightning in the Arksu area during 3 min before and after the corresponding time. Symbols A, B and C denote convective cells统计结果表明，阿克苏地区对流单体活动期间，负地闪次数和对流单体强度发展较为吻合，负地闪多发生在组合反射率因子为5~20 dBz的回波区(简称回波区)，其占地闪总频数的88.6%；正地闪主要集中分布在10~15 dBz的回波区内。在对流发生发展阶段的初期(图 13a)，负地闪次数大多低于5次·(6 min)-1，当进入对流成熟阶段之后负地闪次数明显增多，最大负地闪次数达到22次·(6 min)-1；与负地闪分布不同的是，对流发展初期正地闪多分布于25~35 dBz强回波区边缘和10~15 dBz弱回波区(图 13b)。随着对流单体逐渐发展，正地闪次数迅速减少，且多集中在10~ 15 dBz的弱回波区。20∶30后对流单体逐渐移出阿克苏地区，负地闪次数逐渐减少，而正地闪次数略有增加。
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图 13 2017年6月7日17:01—21:28各时刻前后3 min阿克苏雷达不同回波强度区间出现的负(a)、正(b)地闪次数分布Figure 13. Frequency of (a) Negative CG and (b) positive CG lightingin at the different intensity intervals of the echo from the Arksu radar during 3 min before and after the corresponding time from 17∶01 BT to 21∶28 BT on 7 June 2017对比季风区雷电活动与回波分布特征发现，季风区雷达回波强度较干旱、半干旱区普遍偏高，负地闪主要发生在强对流区中(Zheng et al., 2010；郑栋等，2021)，闪电活动对应雷达反射率因子峰值区间约为30~40 dBz (刘泽等，2020)，而干旱区地闪活动主要集中在5~20 dBz回波区间，这可能是由于干旱区对流单体雷达回波整体强度较季风区弱，合并加强型短时强降水对流单体最大反射率因子平均值为43 dBz (杨莲梅等，2020)；另一方面，本文选取的对流单体主要造成阿克苏地区大范围大风灾害，因而云内含水量相对短时强降水天气较低，云内水凝物降落后雷达回波强度减弱，云内大量负电荷随着水凝物下落，逐渐形成负地闪。
MCS影响期间，地闪次数与雷达最大回波顶高和垂直积分液态含水量(VIL)具有较好对应关系(图 14)。对流发生发展和成熟阶段，低层水汽沿云内上升气流被迅速携带至中高层，6月7日18∶03—18∶55和19∶12—19:34 VIL出现两次迅速增长过程，VIL达到峰值后的20 min和12 min，地闪次数分别出现明显波动增长。此外，对流发生发展阶段(18∶03—18∶38)，地闪活动与回波顶高均呈增加趋势；对流成熟阶段(18∶ 55—20∶09)，地闪高发期对应回波顶高波动下降阶段。
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图 14 2017年6月7日17∶01—21∶11阿克苏地区对流单体最大回波顶高(单位: km)、垂直积分液态含水量(VIL, 单位: kg·m-2) 与各时刻前后3 min地闪次数时间变化Figure 14. Temporal variation of maximum height (unit: km) of echo top of convective cell, vertical integrated liquid water content (unit: kg·m-2) and the CG lighting frequency in the Arksu area during 3 min before and after the corresponding time from 17∶01 BT to 21∶11 BT on 7 June 20175. 结论与讨论
利用地闪数据、多普勒雷达资料、FY-2G卫星云顶TBB资料等，分析了阿克苏地区此次强对流天气过程中尺度对流系统(MCS)影响期间地闪活动特征，给出地闪活动分布与雷达回波、TBB以及对流活动间的对应关系，并得出以下结论：
(1) 受中纬度低槽前西南气流影响，阿克苏地区对流层低层和中层增湿明显，深厚暖云层厚度、0—6 km中等强度垂直风切变和CAPE大值区，均为对流发展和雷电活动提供了有利的动力条件。
(2) 强对流天气过程期间以负地闪活动为主，地闪强度分布由西向东呈增强趋势，地闪强度与地闪密度空间分布存在一定负相关。对流发生发展阶段地闪次数后减，正地闪次数占比持续增加。成熟阶段地闪次数快速增加，正地闪次数逐渐下降，地闪活动跃增和正地闪次数占比下降与地面大范围强风存在较好对应关系。
(3) MCS影响期间，地闪活动多集中在低空辐合区附近，低空急流前气流快速辐合，加强了垂直经向环流，云内上升气流增强和冰相粒子增加，地闪活动集中分布在低空切变线暖平流一侧。
(4) 地闪活动呈南北向线状分布，多发生在TBB≤-40 ℃云区内。对流期间地闪活动频次与TBB≤-40 ℃云团面积呈正比，与最低TBB呈反比。
(5) 对流期间负地闪和正地闪分别集中发生在5~20 dBz和10~15 dBz回波区内。对流发生发展阶段，地闪活动与回波顶高均呈增加趋势，对流成熟阶段，地闪活动高发期对应回波顶高波动下降阶段。对流期间VIL峰值出现时间较地闪活动增长具有12~ 20 min提前性。
地闪活动受地形分布、云中电荷结构、微物理特征差异等多种因素影响，不同对流天气过程中地闪活动分布与云顶亮温、雷达回波等的关系也不尽相同。本文只是对一次强对流天气过程中地闪活动特征的总结分析，而对不同因素对地闪活动的影响考虑不足，下一步还需积累不同类型的天气个例，增加样本数量，对强对流天气与地闪活动的关系开展深入研究。
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图 1 阿克苏地区地面气象观测站(黑色圆点所示)与闪电定位仪安装站点(红色字所示)分布(阴影为地形高度)
Figure 1. Distribution of ground meteorological stations (showed by black dot) and the ones (showed by red word) installed with lightning location detection instrument in the Arksu area of Xinjiang. Shaded denotes topographical altitude
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图 2 2017年6月7日08时500 hPa位势高度(等值线，单位: dagpm)与风场(矢量，单位: m·s-1) (红色矩区代表阿克苏地区；阴影区风速≥12 m·s-1)
Figure 2. Geopotential height (contours, unit: dagpm) and wind field (vector, unit: m·s-1) at 500 hPa at 08∶00 BT on 7 June 2017. Red rectangle denotes the Arksu area, and shaded areas show where wind speed is greater than or equal to 12 m·s-1
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图 3 2017年6月7日08时阿克苏站探空图(a)和14时该站经订正后的探空图(b)
(红色区域表示对流位能区，紫色区域表示对流抑制能区)
Figure 3. (a) Sounding chart at 08:00 BT and (b) that revised at 14∶00 BT on 7 June 2017 at Arksu station.
Red area is convective potential energy area, and purple area is convective inhibition energy area
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图 4 2017年6月7日16时对流有效位能(a，单位: J·kg-1)与20时925 hPa相当位温(b，单位: K)并叠加20时前后30 min阿克苏地区地闪分布“(-”代表负地闪，“+”正地闪)
Figure 4. (a) Convective available potential energy (unit: J·kg-1) at 16∶00 and (b) equivalent potential temperature (unit: K) at 925 hPa at 20:00 BT on 7 June 2017, and overlaid with the cloud-to-ground (CG) lightning in the Arksu area during 30 min before and after 20∶00 BT. Blue symbols"－"and red symbols"+"mark negative and positive CG lightning, respectively
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图 5 2017年6月7日16∶00—23∶00阿克苏地区平均地闪密度(a，单位: 次/(100 km2))与平均地闪强度(b，单位: kA)空间分布
Figure 5. The spatial distribution of (a) mean destiny (unit: time/(100 km2)) and (b) mean intensity (unit: kA) of CG lightning in Arksu area from 16∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017
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图 6 2017年6月7日阿克苏强对流天气过程逐5 min正、负闪次数及正地闪次数占比
(横坐标轴下红色粗竖线代表出现强风，黑色矩形框表示强风集中时段)
Figure 6. The 5-minute positive and negative CG lightning frequency and the percentage of positive CG frequency in the severe convective weather event in Arksu on 7 June 2017.
Red thick vetical line below the abscissa denotes the occurrence time of gale at the station, and the black rectangle indicates the concentrated period of gale
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图 7 2017年6月7日19时(a)和20时(b) 700 hPa风场(矢量，单位: m·s-1)与温度平流(填色区，单位：10-5 K·s-1) 分布
(黑色等值线表示≥12 m·s-1风速; C为对流云团; 棕色实线为切变线)
Figure 7. Wind field (vector, unit: m·s-1) and temperature advection (color-filled area, unit: 10-5 K·s-1) at 700 hPa at (a) 19∶00 BT and (b) 20∶00 BT on 7 June 2017.
Black contour denotes the wind speed of greater than or equal to 12 m·s-1, and symbol C indicates the convective cloud clusters
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图 8 2017年6月7日18:00 (a)、19:00 (b)、20:00 (c)和21:00 (d) MCS活动期间300 hPa (等值线)和700 hPa (阴影) 散度(单位: 10-5 s-1)并叠加各时刻前后30 min阿克苏地区地闪“+”(代表正闪；“-”代表负闪)
Figure 8. Divergence (unit: 10-5 s-1) at 300 hPa (contours) and 700 hPa (shaded) at (a) 18:00 BT, (b) 19:00 BT, (c) 20:00 BT and (d) 21:00 BT on 7 June 2017 during the MCS activety in the Arksu area, and overlaid with the CG lightning in the Arksu area during 30 min before and after the corresponding time. Blue symbols"－"and red symbols"+"mark negative and positive CG lightning, respectively
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图 9 2017年6月7日不同时刻沿82.25°E的物理量经向剖面图(黑色阴影区为地形遮蔽区): (a) 19∶00经向风(矢量，单位：m·s-1) 与垂直速度(阴影(上升运动)，单位: m·s-1)；(b) 20∶00散度(等值线，单位: 10-5 s-1)与正涡度(阴影，单位: 10-5 s-1)
Figure 9. Meridional cross section along 82.25°E of (a) meridional wind (vector, unit: m∙s-1) and vertical velocity (shaded, unit: m·s-1, show only ascending motion) at 19∶00 BT and (b) divergence (contours, unit: 10-5 s-1) and positive vorticity (shaded, unit: 10-5 s-1) at 20∶00 BT on 7 June 2017. Black shadow denotes the terrain sheltered area
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图 10 2017年6月7日17:00 (a)—22:00 (f)间隔1 h的FY-2G云顶亮温(TBB，单位: ℃)与整点前后30 min阿克苏地区地闪叠加图(A、B、C表示对流云团)
Figure 10. Temperature (unit: ℃) of brightness blackbody (TBB) at 1-hour intervals from FY-2G from (a) 17:00 BT to (f) 22:00 BT on June 7 2017, and overlaid with the CG lightning in the Arksu area during 30 min before and after the corresponding time. Symbols A, B and C denote convective cloud clusters
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图 11 2017年6月7日17∶00—23∶00云顶最低亮温(单位: ℃)、云顶亮温低于-40 ℃云团面积(单位: 104 km2)与整点前后30 min阿克苏地区地闪次数(单位: 次·h-1)变化(红色矩形表示云团主体移出阿克苏地区的时段)
Figure 11. Variation of hourly minimum brightness temperature (unit: ℃), cloud cluster area (unit: 104 km2) with the brightness temperature of less than -40 ℃ and CG lighting frequency (unit: times·h-1) in the Arksu area from 17∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017. Red rectangle indicates the period when the main body of convective cloud cluster moved out of the Arksu area
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图 12 12 2017年6月7日17∶13 (a)、17∶52 (b)、18∶38 (c)、19∶23 (d)、20∶03 (e)和21∶00 (f)阿克苏雷达组合反射率因子(每圈间隔100 km)并叠加各时刻前后3 min正负地闪(A、B、C表示对流单体)
Figure 12. Combined reflectivity factor (unit: dBz; 100 km intervals per circle) from the Arksu radar at (a) 17∶13 BT, (b) 17∶52 BT, (c) 18∶38 BT, (d) 19∶23 BT, (e) 20∶03 BT and (f) 21∶00 BT on7 June 2017, and overlaid with the positiven and egative CG lightning in the Arksu area during 3 min before and after the corresponding time. Symbols A, B and C denote convective cells
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图 13 2017年6月7日17:01—21:28各时刻前后3 min阿克苏雷达不同回波强度区间出现的负(a)、正(b)地闪次数分布
Figure 13. Frequency of (a) Negative CG and (b) positive CG lightingin at the different intensity intervals of the echo from the Arksu radar during 3 min before and after the corresponding time from 17∶01 BT to 21∶28 BT on 7 June 2017
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图 14 2017年6月7日17∶01—21∶11阿克苏地区对流单体最大回波顶高(单位: km)、垂直积分液态含水量(VIL, 单位: kg·m-2) 与各时刻前后3 min地闪次数时间变化
Figure 14. Temporal variation of maximum height (unit: km) of echo top of convective cell, vertical integrated liquid water content (unit: kg·m-2) and the CG lighting frequency in the Arksu area during 3 min before and after the corresponding time from 17∶01 BT to 21∶11 BT on 7 June 2017
表 1 2017年6月7日16∶00—23∶00阿克苏地区负、正地闪各区间电流强度(I)及其占比
Table 1 The intensity and proportional distribution of negative and positive CG lightning in the Arksu area from 16∶00 BT to 23∶00 BT on 7 June 2017
地闪 平均强度/kA 0 < I≤20 20 < I≤40 40 < I≤60 60 < I≤80 80 < I≤100 I > 100 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 强度/kA 占比/% 负地闪 -27.33 111 36.3 158 51.6 32 10.5 1 0.3 3 1 1 0.3 正地闪 56.60 5 7.0 19 26.8 17 24.0 14 19.7 9 12.7 7 9.8 
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包斌, 张巎, 王旭, 等. 2001. 新疆雷暴的统计特征[J]. 新疆气象, 24(6): 13-15 doi: 10.3969/j.issn.1002-0799.2001.06.006 包炳生, 杨安良, 刘西林, 等. 2009. 闪电定位系统检测的雷电流幅值佐证技术探讨[A]\\第26届中国气象年会论文集[C]. 杭州: [出版者不详] 保尔汗江·买买提. 2011. 2000-2009年新疆雷电灾情分析[J]. 干旱区研究, 28(2): 301-305 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GHQJ201102018.htm 陈明轩, 王迎春, 肖现, 等. 2012. 基于雷达资料四维变分同化和三维云模式对一次超级单体风暴发展维持热动力机制的模拟分析[J]. 大气科学, 36 (5): 929-944 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK201205007.htm 陈仁君, 苟阿宁, 王玉娟, 等. 2021. 湖北一次连续风暴中两次强对流卫星雷达特征及与闪电关系[J]. 热带气象学报, 37(3): 457-467 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX202103018.htm 谌芸, 孙军, 徐珺, 等. 2012. 北京721特大暴雨极端性分析及思考(一): 观测分析及思考[J]. 气象, 38(10): 1255-1266 doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2012.10.012 成勤, 张科杰, 夏羽, 等. 2020. 湖北省2020年"6·27" 特大暴雨过程闪电与降水关系分析[J]. 暴雨灾害, 39(6): 620-628 doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2020.06.010 陈哲彰. 1995. 冰雹与雷暴大风的云对地闪电特征[J]. 气象学报, 53(3): 367-374 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB503.012.htm 程向阳, 朱浩, 周昆, 等. 2018. 安徽地区一次致灾雷暴过程的闪电特征分析[J]. 暴雨灾害, 37(3): 265-273 doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2018.03.009 崔晔. 2022. 降水云中动力和微物理特征的连续波雷达探测研究[D]. 南京: 南京信息工程大学 冯桂力, 王俊, 牟容, 等. 2010. 一次中尺度雷暴大风过程的闪电特征分析[J]. 气象, 36(4): 68-74 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201004014.htm 冯晋勤, 卢芸芸, 赖巧珍, 等. 2022. 福建西部山区一次中尺度对流系统触发机制分析[J]. 干旱气象, 40(1): 62-72 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GSQX202201008.htm 郭润霞, 张文龙. 2019. 北京一次大雹天气过程的闪电活动特征分析[J]. 气象与环境学报, 35(3): 10-17 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LNQX201903002.htm 霍广勇, 江远安, 史红政, 等. 2013. 1961-2010年新疆雷暴时空分布及其变化特征[J]. 冰川冻土, 35(5): 1156-1164 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BCDT201305013.htm 刘冬霞, 郄秀书, 冯桂力. 2010. 华北一次中尺度对流系统中的闪电活动特征及其与雷暴动力过程的关系研究[J]. 大气科学, 34(1): 95-104 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK201001009.htm 刘泽, 郭凤霞, 郑栋, 等. 2020. 一次暖云强降水主导的对流单体闪电活动特征[J]. 应用气象学报, 31(2): 185-196 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX202002006.htm 苗爱梅, 梁海河, 贾利冬, 等. 2006. 副高边缘两次暴雨过程的地闪特征[A]//第五届中国国际防雷论坛论文集[C]. 成都: [出版者不详] 马超, 周雅蔓, 李伟. 2020. 闪电定位资料在天山北坡强对流天气短临预警中的分析及应用[J]. 沙漠与绿洲气象, 14(1): 49-55 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJQX202001006.htm 马永杰, 周筠珺. 2014. 四川盆地雷暴动力及微物理模拟参量与地闪活动关系的研究[J]. 成都信息工程大学学报, 29(4): 434-441 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CDQX201404017.htm 闵颖, 孙绩华, 王曼, 等. 2022. 静止锋东退背景下云南文山"4.28" 局地强风暴过程分析[J]. 暴雨灾害, 41(2): 151-157 doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2022.02.005 孙凌, 陈志雄, 徐燕, 等. 2019. 北京一次强飑线过程的闪电辐射源演变特征及其与对流区域和地面热力条件的关系[J]. 大气科学, 43(4): 759-772 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK201904005.htm 孙萌宇, 郄秀书, 孙凌, 等. 2020. 北京城区相继多次降雹的一次强雷暴的闪电特征[J]. 大气科学, 44(3): 601-610 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK202003011.htm 孙继松, 戴建华, 何立富, 等. 2014. 强对流天气预报的基本原理与技术方法[M]. 北京: 气象出版社: 217 宋强, 王基鑫, 傅朝, 等. 2019. 甘肃一次冰雹过程降水及闪电活动特征[J]. 干旱气象, 37(3): 400-408 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GSQX201903007.htm 王红, 张永军, 陈金根, 等. 2014. 基于闪电定位监测数据的雷暴特征分析[J]. 沙漠与绿洲气象, 8(6): 66-69 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJQX201406013.htm 王婷波, 郑栋, 周康辉, 等. 2017. 暴雨和雹暴个例中闪电特征对比[J]. 应用气象学报, 28(5): 568-578 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX201705005.htm 王延慧, 张建涛, 买买提艾力·买买提依明, 等. 2018. 2013-2016年新疆地闪活动特征分析[J]. 沙漠与绿洲气象, 12(2): 43-49 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJQX201802008.htm 王延慧, 张建涛, 叶文军, 等. 2019. 基于ArcGIS的新疆雷电灾害风险区划研究[J]. 沙漠与绿洲气象, 13(6): 96-104 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJQX201906012.htm 徐燕, 孙竹玲, 周筠珺, 等. 2018. 一次具有对流合并现象的强飑线系统的闪电活动特征及其与动力场的关系[J]. 大气科学, 42(6): 1393-1406 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK201806015.htm 杨莲梅, 张云惠, 黄艳, 等. 2020. 新疆短时强降水诊断分析暨预报手册[M]. 北京: 气象出版社: 58 杨晓军, 刘维成, 宋强, 等. 2015. 甘肃中部地区短时强降水与闪电关系初步分析[J]. 干旱气象, 33(5): 802-807 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GSQX201505013.htm 尹丽云. 2021. 云南强对流(冰雹) 过程的发展演变特征分析与机理研究[D]. 昆明: 云南大学 张春燕, 刘霞, 高文俊, 等. 2021. 强雷暴天气的闪电和雷达回波特征个例分析[J]. 热带气象学报, 37(3): 419-426 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX202103014.htm 张琴, 张晓, 苟阿宁, 等. 2018. 山东两次强对流天气中尺度对流系统的闪电特征分析[J]. 科学技术与工程, 18(28): 6-14 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXJS201828002.htm 张义军, 孟青, 马明, 等. 2006. 闪电探测技术发展和资料应用[J]. 应用气象学报, 17(5): 610-620 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX200605011.htm 张义军, 言穆弘, 张翠华, 等. 2000. 不同地区雷暴电荷结构的模式计算[J]. 气象学报, 58(6): 617-626 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200005009.htm 郑栋, 张义军, 吕伟涛, 等. 2005. 大气不稳定度参数与闪电活动的预报[J]. 高原气象, 24(2): 196-202 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX200502009.htm 郑栋, 张义军, 孟青, 等. 2010a. 北京地区雷暴过程闪电与地面降水的相关关系[J]. 应用气象学报, 21(3): 287-296 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX201003006.htm 郑栋, 张义军, 孟青, 等. 2010b. 一次雹暴的闪电特征和电荷结构演变研究[J]. 气象学报, 68(2): 248-263 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB201002011.htm 郑栋, 张文娟, 姚雯, 等. 2021. 雷暴闪电活动特征研究进展[J]. 热带气象学报, 37(3): 289-297 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX202103001.htm 朱莉, 张腾飞, 李华宏, 等. 2018. 云南一次短时强降水过程的中尺度特征及成因分析[J]. 成都信息工程大学学报, 33(3): 335-343 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CDQX201803017.htm 郑永光, 张小玲, 周庆亮, 等. 2010. 强对流天气短时临近预报业务技术进展与挑战[J]. 气象, 36 (7): 33-42 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201007009.htm Nikolai D, Rabin R. M, Carey L D, et al. 2005. Lightning activity related to satellite and radar observations of a mesoscale convective system over Texas on 7-8 April 2002[J]. Atmospheric research, 76: 127-166
Reap R M, MacGorman D R. 1989. Cloud to ground lightning: climatological characteristics and relationships to model fields, radar observations, and severe local storms[J]. Mon Wea Rev, 117: 518-535
Smith S B, LaDue J G, MacGorman D R. 2000. The relationship between cloud-to-ground lighting polarity and surface equivalent potential temperature during three tornadic outbreaks[J]. Mon Wea Rev, 128: 3320-3328
Stolzenburg M. 1994. Observations of high ground glash densities of positive lightning in summertime thunderstorms[J]. Mon Wea Rev, 122: 1740-1750
Weisman M C, Trapp R J. 2003. Low-level mesovortices within squall lines and bow echoes. Part I: Overview and dependence on environmental shear[J]. Mon Wea Rev, 131: 2779-2803
Zheng D, Zhang Y, Meng Q, et al. 2010. Lighting activity and electrical structure in a thunderstorm that continued for more than 24h[J]. Atmos Res, 97(1-2): 241-256
Zheng D, Zhang Y, Meng Q, et al. 2016. Climatological comparision of small-and large-current cloud-to-ground lightning flashes over southern China[J]. Journal of Climate, 29(8): 2831-2848
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