基于LLS和LMI的海南和云南地区雷暴过程特征参数对比分析

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本文综合利用闪电探测系统(LLS,Lightning Location System)、风云四号CTT(Cloud Top Temperature)、LMI(Lightning Mapping Imager)数据、雷达数据等,着重对海南和云南地区的几次雷暴过程进行分析,研究雷暴运行过程中的特征参数以及模拟雷暴中心的移动路径,同时对LMI昼夜探测效率差异进行分析,得到以下主要结论:(1)云南省闪电活动主要发生在昆明、曲靖、楚雄、红河、文山等地区,而滇西北的迪庆和怒江地区是闪电活动最少的地区,这些地区气温较低、空气干燥,不利于强对流天气的产生。地闪大多集中在夏秋两季,闪电频数月变化基本呈现单峰型,7-8月达到峰值。云南省以负极性地闪为主且负极性闪电密度远高于正极性闪电,负极性闪电主要集中在云南省的东南部。(2)对海南三次雷暴过程进行逐一分析,从始发到消散阶段,脉冲辐射源均位于25dBz以上的雷达回波区,始发阶段和消散阶段脉冲辐射源位于25-30dBz的雷达回波区,而在雷暴旺盛发展阶段,脉冲辐射源位于45dBz以上的雷达回波区。利用不同的雷达回波参量作为判别雷暴的依据进行雷暴中心位置的识别,与雷达回波、风云四号卫星资料等有较好的一致性,模拟的雷暴移动路径与真实移动路径相差不大。云南省的雷暴过程雷达回波强度远小于海南:雷暴始发时雷达回波强度一直处于20-25dBz,旺盛发展时上升到25-30dBz,消散阶段又下降到20-25dBz可能是由于云南省的地形起伏较大,影响了雷达的探测精度,衰减较严重,导致云南省的雷暴过程雷达回波强度较低。(3)海南和云南雷暴过程辐射源对应的云顶温度均呈现先减后增的趋势。海南省雷暴始发阶段辐射源对应的平均云顶温度均不到220K,旺盛发展阶段平均云顶温度均在215K左右,消散阶段平均云顶温度超过了230K;云南省雷暴始发阶段辐射源对应的平均云顶温度为211K,旺盛发展阶段平均云顶温度约为208K,消散阶段平均云顶温度约为222K,和海南省相比,云南省在雷暴全过程的云顶温度以及三个阶段的变化幅度均小于海南省雷暴过程。(4)LLS与LMI资料选取同样的时间参数和空间参数进行聚类前后的对比,发现LMI与LLS测得的数据一致性较高,但数据量较小且存在个别区域数据探测不到的问题,自定义参数RA来表征闪电探测系统与LMI探测效率的对比。海南省RA的值在白天处于0.212-0.296的区间,平均值为0.258,而在夜间处于0.764-0.919的区间,平均值为0.828。云南省白天的RA值在0.034-0.195,均值为0.062;夜间的RA值在0.419-0.775,均值在0.49。云南省的RA值在白天和夜间均远小于海南省。同时综合两地区的昼夜探测效率来看,LMI白天的探测效率较低。
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