【摘 要】
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本研究对雹暴中反极性电荷结构的形成进行了探讨,从数值模式角度证明,在正常极性起电情况下,由于强烈的上升气流和气流的输送,也可以形成反极性的电荷结构.本文利用了中尺度
【机 构】
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中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理与防护工程实验室,北京,100081
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本研究对雹暴中反极性电荷结构的形成进行了探讨,从数值模式角度证明,在正常极性起电情况下,由于强烈的上升气流和气流的输送,也可以形成反极性的电荷结构.本文利用了中尺度起电放电模式,同时结合雷达以及地闪和全闪定位资料.正地闪占优和辐射点峰值高度的变化都表明,在降雹阶段风暴呈现了反极性的电荷结构,模式成功的模拟出反极性的电荷结构的演变特征.分析结果表明:雹暴系统的电荷结构存在明显的演变,在降雹前和降雹后都是正常的电荷结构分布.而在降雹阶段,主对流单体前进方向右侧形成了反极性的电荷结构,即在云的上部形成负电荷区,云的中部形成正电荷区;在风暴前部形成了正负电荷区位于相同高度的电结构分布.不同粒子的荷电情况表明,在云的中高层,霰粒子仍然是荷负电,而冰晶和雪晶粒子仍然荷正电,这是一种正常极性的起电.更进一步的分析表明,风暴中强烈的上升气流及其输送,使得荷负电的霰粒子被带到了很高的高度,在高层形成一个负电荷区,带正电的冰晶粒子在下沉气流的影响下,被传输到比较低的位置,在-5℃到-25℃温度区形成了一个正电荷区,从而在风暴前进右侧形成反极性电荷结构,在风暴前缘,形成正负电荷区在相同高度的电结构分布.风暴中并未形成适合霰粒子在低温下荷正电的条件,雹暴中反极性的电荷结构可以在正常极性起电条件下,由于气流输送原因形成.
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