基于TRMM卫星的青藏高原闪电活动与降水云的时空特征研究

发布时间：2020-04-02 10:38

【摘要】：本论文以青藏高原闪电活动和云特征为研究对象,利用TRMM卫星观测数据,包括LIS气候类格点数据、降水(3B43数据,融合了多种观测资料)和降水云特征数据(Utah大学Precipitation Features(PFs)数据),分析了青藏高原地区闪电活动和降水云的时空分布特征。研究发现,高原主体部分的闪电活动表现为中心(那曲)强周围弱的特点,降水强度却是东南大,西北小,呈现梯级特点。高原的闪电活动和降水活动都从5月份开始西进,9月份开始东退。高原东北部(青海东部)夏季持续存在较强的闪电和降水活动,且位置随着季节无明显变化。对于确定地区而言,闪电、降水活动在月变化上具有较好的一致性,基本呈现出单峰结构,除高原西部和藏南地区闪电活动峰值和降水峰值出现时间不同,其它地区的闪电活动峰值都出现在7月。研究指出,单个闪电对应降水量的空间分布可以表征深对流系统在整个降水系统中所占比例的空间分布,两者呈现明显的反向关系。研究表明,产生闪电的PFs的面积比无闪电发生的PFs的面积要大一个量级。高原东北部(青海地区)产生闪电的PFs尺度普遍在1400 km2以上。高原东南部(中心(29°N,97°E)附近)产生闪电的PFs尺度最小,极小值在500 km2以下。高原上产生闪电的PFs的云高要比没有产生闪电的PF的云高2—4km左右。高原上产生闪电的PFs的云顶高度在中南部最高,可到12km以上,藏南附近区域最低,低于10km。高原产生闪电的PFs的20dBZ最大高度分布与喜马拉雅山以南的平原相当但略小,而40dBZ的最大高度大于喜马拉雅山以南地区。产生闪电的PFs的平均闪电密度在高原的西部和东北部地区较大。研究揭示,高原主体产生闪电的PF的比例在下午较高,峰值在16—20时(北京时间)之间,谷值出现在8—10时之间。但藏南及附近地区该参量的日变化程度较小,峰值出现在午夜附近,谷值出现在12—14时。高原主体区域,产生闪电的云的垂直尺度在20—22时倾向于最大,在06—12时倾向于最小,但藏南附近区域倾向于在08—10时最大。高原主体部分的云面积也倾向于午夜前后较大,中午时段偏小。研究发现,除高原东北部和藏南附近区域外,高原主体产生闪电的PFs的垂直发展高度和水平扩展面积都在7月份达到峰值,而东北部产生闪电的PFs的垂直发展高度峰值在8月份,水平面积扩展峰值出现在6月份。藏南附近区域的上述两个参量都呈现双峰结构,主峰出现在4月,次峰出现在8月。高原西北、北部、南部的最大雷达反射率出现在7km的概率最大,而东北部最大反射率出现在6km的概率最大,藏南附近最大反射率出现在2km的概率最大。高原主体部分产生闪电的PFs的面积最大概率出现在100—300km2(藏南地区500—800 km2以及2000 km2),20dBZ最大高度的出现在10—11km的概率最大(藏南地区还存在另一个次峰在7—8km),40d BZ最大高度的位于7—8km的概率最大(藏南地区5—6km)。
【学位授予单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P427.3;P426.6

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