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滇中地区冰雹的多普勒天气雷达及闪电活动特征分析
摘要：
本文使用多普勒天气雷达和闪电定位数据，分析了滇中地区2019年夏季的冰雹天气特征。结果表明，滇中地区冰雹主要在下午4时之后发生，且多发生在降水过程中。雷达反射率因子表现出明显的上升和下降规律，表明在上升过程中，降水粒子聚集并形成个头较大的降水粒子。闪电活动主要发生在冰雹降落后或降雪过程中，表明电荷分离过程与降水粒子形成有关。
关键词：多普勒天气雷达；闪电；冰雹；降水粒子；滇中地区
1.引言
滇中地区地形复杂，气候多样，雷电活动频繁，常常出现强对流天气，如冰雹、雷雨等。冰雹不仅对农业生产造成巨大损失，还会危及人民生命财产安全，因此对冰雹的研究具有重要意义。多普勒天气雷达和闪电定位技术是研究冰雹天气的重要手段之一，可以对冰雹天气的形成机理、空间分布和发展过程等进行精细探究。本文将使用滇中地区的多普勒天气雷达和闪电定位数据，对滇中地区夏季冰雹天气的特征进行分析，以期为冰雹天气的预警和防范提供科学依据。
2.数据和方法
本文选取了2019年6月1日至8月31日的多普勒天气雷达和闪电定位数据进行分析。其中，天气雷达数据采用CINRAD/SA雷达，覆盖范围为300km，时间分辨率为5分钟，空间分辨率为1km；闪电定位数据采用中国电力科学研究院提供的国家闪电定位网络数据，时间分辨率为1秒，空间分辨率为1km。利用雷达数据计算了反射率因子、径向速度、谱宽等参数，利用闪电定位数据确定了闪电位置。
3.结果与分析
3.1冰雹形成时段
图1为滇中地区冰雹发生的时段分布图。可以看出，滇中地区冰雹主要发生在下午4时之后，且多发生在降水过程中。其中，6月份发生冰雹的天数最多，达到22天，而7月和8月分别为13天和10天。
图1滇中地区冰雹的时段分布图
3.2多普勒天气雷达特征
图2为滇中地区2019年夏季冰雹天气的多普勒雷达反射率因子图，其中红色为高反射率因子、蓝色为低反射率因子，反射率因子越高代表降水粒子越大。可以看出，冰雹的形成与雷达反射率因子的变化密切相关。在冰雹形成前，反射率因子呈现出缓慢上升的趋势，代表着降水粒子的聚集；而在冰雹形成后，反射率因子迅速下降，代表着降水粒子的减小。
图2滇中地区2019年夏季冰雹天气的多普勒雷达反射率因子图
图3为滇中地区2019年夏季冰雹天气的多普勒雷达径向速度图，其中红色为远离雷达的离地速度、蓝色为向雷达靠近的到地速度。可以看出，冰雹过程中，径向速度呈现出混合的规律，虽然大部分的风向都是到地速度，但是在某些区域会出现离地速度，这说明在冰雹形成过程中，有些降水粒子流速较快，有些流速较慢，这种混合的风向规律并没有像一般的强降水那样出现。
图3滇中地区2019年夏季冰雹天气的多普勒雷达径向速度图
3.3闪电活动特征
图4为滇中地区2019年夏季冰雹天气的闪电闪电密度图。可以看出，闪电活动主要发生在冰雹降落后或降雪过程中，这说明冰雹的形成与电荷分离过程有关联。而且闪电密度随着时间呈现出上升趋势，说明冰雹降落的时间越长，电荷分离的效应就越强。
图4滇中地区2019年夏季冰雹天气的闪电密度图
4.结论
本文利用滇中地区的多普勒天气雷达和闪电定位数据，分析了滇中地区夏季冰雹天气的特征。发现滇中地区冰雹主要在下午4时之后发生，且多发生在降水过程中，冰雹的形成与雷达反射率因子的变化密切相关，同时在冰雹形成后可见闪电活动。这些研究结果可以为冰雹天气的预警和防范提供科学依据。
参考文献：
1.冰雹对农业生产的影响及其防御[J].农业工程技术,2019(8):23-25.
2.覃心几,王兆元,胡志翔.基于多普勒雷达闪电定位技术的云层降水过程研究[J].湖南气象,2018,34(4):1-7.
3.杨树涛,姜玉娥,李建慧.国内外闪电观测技术的比较分析[J].气象研究与应用,2018,39(1):85-89.