云南高原强对流系统特征及其与闪电活动关系的研究
发布时间：2021-09-29 16:46
本文综合利用全球闪电定位网（WWLLN）资料、云南地闪定位网（LLS）数据、探空资料、风云卫星数据和雷达数据等,探究了2010-2018年云南境内闪电活动的时空分布特征,重点对2017-2019期间云南高原地区不同类型强对流系统的云顶亮温（TBB）、雷达获取的回波参数以及对流发生的天气背景等进行了详细分析,并分析了其与闪电活动的关系,得到以下主要结论:（1）云南区域闪电活动的空间分布总体上呈现南多北少、东多西少的特征,这与云南的地形和所处气候区的关系密切。地势平缓开阔的云贵高原与南部河谷闪电频发,地形起伏剧烈的横断山区与高山峡谷则少有闪电活动,表明地形坡度较海拔高度更有利于闪电的发生。夏季深入内陆的东亚季风使得纬度较高的滇东地区闪电频发,滇中以北大部分地区闪电活动呈单峰型月分布;春秋两季则因西南季风的影响闪电峰值出现在纬度较低的滇南一带,闪电活动月分布也因此呈双峰型。（2）云南地区夏季受副热带高压西移北抬的影响,配合近地层的低压气旋中心、切变线、幅合线的共同作用,加上外围东南季风和西南气流形成的高能高湿条件,形成有利于强对流发生的抬升动力条件和水汽条件。强对流系统的类型与副热带高压西移...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
云南地闪定位网站点分布示图
°，分辨率为0.1°×0.1°，精度为1K，时间间隔为1h。为能利用卫星云图跟踪观测强对流系统的整个生命过程，先通过MATLAB程序读取图像产品文件，经单位转换得到云顶亮温的格点数据，再对图像坐标和地理经纬度坐标换算，最后将温度数据以等值线填充的方式绘制成伪彩色卫星云图。观察获取的卫星云图能明确一次强对流天气的发生的起止时间，逐时分析对流活动期间内云顶亮温分布情况，圈定该时刻的主要对流区域，统计区域内云顶亮温的温度及面积，生成强对流过程的发生时段、发展区域范围、云顶亮温变化和云顶面积等的数据集。图2.2卫星数据处理流程图2.3雷达数据由于我国的雷暴空间尺度较孝生命周期较短，故常规气象观测资料或是遥感卫星资料都未能很好地满足雷暴识别、跟踪及预警所需的时间和空间分辨率。气象雷达作为一种准实时观测方法，在观测方面具有明显的优势。它不仅具有较高的观测精度，而且能够反映云中粒子的宏观特征，能够为雷暴识别和临近预警提供相对完整的空间结构和足够密集的时间密度数据。昆明新一代天气雷达（102.5°E，25.0°N）属于C波段的多普勒天气雷达，海拔高度2484.5m，雷达型号为CINRADAR-CC，探测波长为5cm，体扫半径约150km，仰角范围0.5°~19.5°。资料经由连续VPPI模式扫描获得，数据的平均间隔时间为6min。雷暴对流系统一般被划分为单体雷暴、多单体雷暴、超级单体雷暴、中尺度带状对流系统和中尺度对流复合体，典型的雷暴云单体生命周期包括发展阶段(塔状积云阶段)、成熟阶段和消亡阶段3个阶段。本文将雷达区域内连续观测到的对流
第二章探测资料与数据处理11储存一次，本文中为了分析更高时间精度的雷达参数变化特征，还对雷达资料的平均时间间隔进行了细化处理，计算各时刻CR分别为35dBZ、40dBZ、45dBZ的面积及其对应的最大回波顶高，获得了资料频率为每分钟一次的数据集。(a)原始雷达CR回波图(b)矢量化处理后回波图图2.2昆明多普勒天气雷达扫描图示图2.2对比了多普勒天气雷达资料的原始PPI图形资料与经MATLAB矢量化处理后的回波图。从图中可以看出，经过矢量化的雷达回波图（图2.2b）相较于原始的PPI位图（图2.2a）具有更高的清晰度，不同强度回波间的边界清晰可辨。同时，利用矢量数据计算特定强度组合反射率可以提高准确率，在与地闪资料结合分析时，在一定程度上降低不同分辨率数据之间的匹配误差。由于云南地区的雷暴回波强度普遍较弱，为了能更好地观察各强度反射率的分布情况，本文绘图将采用如图b所示的强度色标绘制雷达回波图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气冰核谱对雷暴云微物理过程及起电影响的数值模拟[J]. 王梦旖,谭涌波,师正,刘俊,于梦颖,郑天雪. 高原气象. 2019(03)
[2]青藏高原云水气候特征分析[J]. 李文韬,李兴宇,张礼林,成董. 气候与环境研究. 2018(05)
[3]云南两次中尺度对流雷暴系统演变和地闪特征[J]. 张腾飞,尹丽云,张杰,谢屹然,朱莉. 应用气象学报. 2013(02)
[4]热力不均匀场对一次冰雹天气影响的诊断分析[J]. 刘一玮,寿绍文,解以扬,王雪莲,吕江津,贾惠珍. 高原气象. 2011(01)
[5]春季高原东南角多雨中心的气候特征及水汽输送分析[J]. 鲁亚斌,解明恩,范菠,索渺清. 高原气象. 2008(06)
[6]中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演[J]. 张廷龙,郄秀书,袁铁,张广庶,张彤,赵阳. 大气科学. 2008(05)
[7]中国及周边地区夏季中尺度对流系统分布及其日变化特征[J]. 郑永光,陈炯,朱佩君. 科学通报. 2008(04)
[8]雹暴的闪电活动特征与降水结构研究[J]. 冯桂力,郄秀书,袁铁,牛淑贞. 中国科学（D辑:地球科学）. 2007(01)
[9]大气不稳定度参数与闪电活动的预报[J]. 郑栋,张义军,吕伟涛,孟青,何平. 高原气象. 2005(02)
[10]青藏高原闪电活动的时空分布特征[J]. 郄秀书,袁铁,谢毅然,马耀明. 地球物理学报. 2004(06)
本文编号：3414073
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
云南地闪定位网站点分布示图
°，分辨率为0.1°×0.1°，精度为1K，时间间隔为1h。为能利用卫星云图跟踪观测强对流系统的整个生命过程，先通过MATLAB程序读取图像产品文件，经单位转换得到云顶亮温的格点数据，再对图像坐标和地理经纬度坐标换算，最后将温度数据以等值线填充的方式绘制成伪彩色卫星云图。观察获取的卫星云图能明确一次强对流天气的发生的起止时间，逐时分析对流活动期间内云顶亮温分布情况，圈定该时刻的主要对流区域，统计区域内云顶亮温的温度及面积，生成强对流过程的发生时段、发展区域范围、云顶亮温变化和云顶面积等的数据集。图2.2卫星数据处理流程图2.3雷达数据由于我国的雷暴空间尺度较孝生命周期较短，故常规气象观测资料或是遥感卫星资料都未能很好地满足雷暴识别、跟踪及预警所需的时间和空间分辨率。气象雷达作为一种准实时观测方法，在观测方面具有明显的优势。它不仅具有较高的观测精度，而且能够反映云中粒子的宏观特征，能够为雷暴识别和临近预警提供相对完整的空间结构和足够密集的时间密度数据。昆明新一代天气雷达（102.5°E，25.0°N）属于C波段的多普勒天气雷达，海拔高度2484.5m，雷达型号为CINRADAR-CC，探测波长为5cm，体扫半径约150km，仰角范围0.5°~19.5°。资料经由连续VPPI模式扫描获得，数据的平均间隔时间为6min。雷暴对流系统一般被划分为单体雷暴、多单体雷暴、超级单体雷暴、中尺度带状对流系统和中尺度对流复合体，典型的雷暴云单体生命周期包括发展阶段(塔状积云阶段)、成熟阶段和消亡阶段3个阶段。本文将雷达区域内连续观测到的对流
第二章探测资料与数据处理11储存一次，本文中为了分析更高时间精度的雷达参数变化特征，还对雷达资料的平均时间间隔进行了细化处理，计算各时刻CR分别为35dBZ、40dBZ、45dBZ的面积及其对应的最大回波顶高，获得了资料频率为每分钟一次的数据集。(a)原始雷达CR回波图(b)矢量化处理后回波图图2.2昆明多普勒天气雷达扫描图示图2.2对比了多普勒天气雷达资料的原始PPI图形资料与经MATLAB矢量化处理后的回波图。从图中可以看出，经过矢量化的雷达回波图（图2.2b）相较于原始的PPI位图（图2.2a）具有更高的清晰度，不同强度回波间的边界清晰可辨。同时，利用矢量数据计算特定强度组合反射率可以提高准确率，在与地闪资料结合分析时，在一定程度上降低不同分辨率数据之间的匹配误差。由于云南地区的雷暴回波强度普遍较弱，为了能更好地观察各强度反射率的分布情况，本文绘图将采用如图b所示的强度色标绘制雷达回波图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气冰核谱对雷暴云微物理过程及起电影响的数值模拟[J]. 王梦旖,谭涌波,师正,刘俊,于梦颖,郑天雪. 高原气象. 2019(03)
[2]青藏高原云水气候特征分析[J]. 李文韬,李兴宇,张礼林,成董. 气候与环境研究. 2018(05)
[3]云南两次中尺度对流雷暴系统演变和地闪特征[J]. 张腾飞,尹丽云,张杰,谢屹然,朱莉. 应用气象学报. 2013(02)
[4]热力不均匀场对一次冰雹天气影响的诊断分析[J]. 刘一玮,寿绍文,解以扬,王雪莲,吕江津,贾惠珍. 高原气象. 2011(01)
[5]春季高原东南角多雨中心的气候特征及水汽输送分析[J]. 鲁亚斌,解明恩,范菠,索渺清. 高原气象. 2008(06)
[6]中国内陆高原地区典型雷暴过程的地闪特征及电荷结构反演[J]. 张廷龙,郄秀书,袁铁,张广庶,张彤,赵阳. 大气科学. 2008(05)
[7]中国及周边地区夏季中尺度对流系统分布及其日变化特征[J]. 郑永光,陈炯,朱佩君. 科学通报. 2008(04)
[8]雹暴的闪电活动特征与降水结构研究[J]. 冯桂力,郄秀书,袁铁,牛淑贞. 中国科学（D辑:地球科学）. 2007(01)
[9]大气不稳定度参数与闪电活动的预报[J]. 郑栋,张义军,吕伟涛,孟青,何平. 高原气象. 2005(02)
[10]青藏高原闪电活动的时空分布特征[J]. 郄秀书,袁铁,谢毅然,马耀明. 地球物理学报. 2004(06)
本文编号：3414073
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