全球闪电活动时空分布特征及其与大气环境因素的关系

发布时间：2020-07-25 15:08

【摘要】：本论文利用1995年5月至2014年2月的星载LIS/OTD闪电观测资料、2007至2009年地基闪电定位资料、NCEP/NCAR和ERA-Interim再分析资料,对全球和中国地区的闪电活动时空特征及其与大气环境因素的关系进行了分析,结果表明：全球闪电频数约为46.23fl·s-1,南北纬35°地区的闪电总数占全球的86.25%,近海闪电总数占海洋的71.80%。陆地和海洋闪电密度分别为7O1 fl·km-2a-1、0.63fl·km-2a-1,其比约为11.3：1。陆地闪电活动随经度的变化呈现三峰状,海洋为两峰。陆地闪电活动随着纬度的变化呈现凸字状。全球陆地闪电活动季节性特征明显,在北半球夏季的八月份达到了最大的58.87 fl·s-1。北(南)半球陆地和近海闪电活动在北(南)半球七(十二)月份达到最大。中国闪电活动地域性差异明显,陆地地区闪电密度平均值4.44 fl·km-2a-1,近海闪电密度平均值5.04 fl·km-2a-1,低海拔地区的东南沿海地区闪电密度较高,高海拔地区的我国西部地区闪电密度较小。闪电密度随纬度增加而减小,随海陆距离的减小而增加。中国闪电活动在夏季最为频繁,春季次之,然后是秋季,冬季则是闪电活动最少,不同季节闪电密度高值区也不同。中国东南闪电高发地区(17.5-30°N,100-122.5°E)闪电活动季节性特征明显,春夏两季为闪电高发期,厄尔尼诺事件对其闪电活动的年际变化有较强的影响,在此期间冬春季闪电活动有明显的增强。全球南北纬35°的不同区域季节平均闪电活动对温度和湿球温度的变化有着不同的响应特征。南北纬35°陆地、北半球北纬35°内陆地、热带海洋和非洲的季平均闪电活动是其相应季平均温度变化的灵敏指示器。南北纬35°地区的闪电活动与大气热力学参数中的地面温度、地面湿球温度、850hPa位温、850hPa相当位温和850hPa假相当位温在大部分地区为正相关关系。与热力学参数中总热通量、感热通量、潜热通量,鲍恩比(Bowen Ratio, BR)的相关关系地域性差异十分明显,不同地区有不同的正负相关关系。与大气稳定度参数中的CAPE( Convective Available Potential Energy), DCI ( Deep Convective Index )、K指数、修正K指数、PII(Potential Instability Index), 700-400hPa平均垂直水汽通量、700-400hPa平均相对湿度和降水率成正相关关系,与大气不稳定参数中的LI(Liftedindex )、SI ( Showalter Index)、HI (Humidity Index)、KO指数呈负相关关系。中国东南闪电高发区(17.5-30°N, 100-122.5~E)闪电活动与地面温度、850hPa位温等热力学参数有明显正相关,与多种稳定度参数有强相关,显示出大气层结不稳定性越大,闪电活动越强。进一步通过多元逐步线性回归方法,建立了东南闪电高发区区域平均闪电密度与地面温度、CAPE、BR、LI、SI的回归方程,有助于利用多种参数开展预报区域闪电活动。北京地区闪电活动与大气环境参数也存在着相关,闪电活动与CAPE、K指数、LI有较好的相关性,与温度、湿球温度和700-400hPa平均湿度弱相关。建立的方程有一定的回归效果,但拟合优度并不高,线性回归效果并不理想,说明局地闪电活动在定量分析上的复杂性,局地闪电活动的定量分析仍需进一步研究。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P427.3

【参考文献】