武智君,郄秀书,王东方,宣越健,刘明远,王志超. 2013. 大兴安岭林区负地闪电荷源的反演[J]. 气象学报, 71(4):783-796, doi:10.11676/qxxb2013.057
大兴安岭林区负地闪电荷源的反演
Retrieval of the charge sources neutralized by negative cloud-to-ground lightning flashes in the Daxing’anling Forest region
投稿时间:2012-06-12  修订日期:2013-03-29
DOI:10.11676/qxxb2013.057
中文关键词:  雷暴  电荷源  负地闪  大兴安岭林区
英文关键词:Thundcrstorm  Charge sources  Negative cloud-to-ground lightning flashes  Daxing'anling Forest region
基金项目:国家自然科学基金重点项目(40930949)和公益性行业(气象)科研专项“闪电活动特征及其在灾害天气预警中的应用方法研究”(GYHY201006005-07).
作者单位
武智君 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029
中国科学院大学, 北京, 100049 
郄秀书 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029 
王东方 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029 
宣越健 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029 
刘明远 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029 
王志超 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测重点实验室, 北京, 100029
中国科学院大学, 北京, 100049 
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中文摘要:
      在中国东北大兴安岭林区进行了基于全球定位系统(GPS)时间同步的闪电地面电场变化多站观测.利用2010年7月14日一次过境雷暴多站同步的闪电电场变化资料,采用非线性最小二乘拟合法对雷暴成熟阶段的15次负地闪(包含57次回击和8次连续电流过程)中和的电荷源进行了拟合.大兴安岭林区负地闪单次回击中和的电荷量平均为1.0C(范围为0.1-5.0C),20%的继后回击中和电荷量大于首次回击,继后回击与首次回击中和电荷量的比为0.1-6.1,平均为0.8±1.0.单次连续电流中和的电荷量平均为3.8C(范围为0.4-7.3C),连续电流期间通道中的平均电流估计为25.3A(范围4.9-50.8A),一次负地闪中和的总电荷量平均为6.4C(范围为1.4-12.4C).负地闪回击和连续电流中和电荷源的高度分布与雷暴云的发展有关,对应的环境温度为-10--25℃.在雷暴成熟阶段前期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的高度从5.0km缓慢上升至10.5km;在雷暴成熟阶段后期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的平均高度从9.0km下降到6.0km,单次回击中和的电荷量也较前期减小约一个量级.与雷达回波的叠加显示,负地闪回击和连续电流中和的电荷源主要位于大于40dBz的强对流中心区,部分位于30-40dBz的强回波区边缘或较弱的回波区.
英文摘要:
      Using the data from slow and fast antenna network of the 7 stations synchronized by UPS in the Daxing'anling Forest region on July 14,2010,the magnitude and location of charge neutralized by return strokes and continuing currents of negative cloud-to-ground lightning flashes are fitted.The charge lowered by the discrete negative return stroke ranged from 0.1 to 5.0 C with an arithmetic mean of 1.0 C.The charge transported by continuing current processes was from 0.4 to 7.3 C with an arithmetic mean of 3.8 C,and the corresponding average current was from 4.9 to 50.8 A with an arithmetic mean of 25.3 A.The total charge neutralized by a negative flash was in a range from 1.4 to 12.4 C with an arithmetic mean of 6.4 C.The charge neutralized by return strokes and continuing currents gradually raised up from 5.0 km to 10.5 km during the early-mature stage of thunderstorm.When the thunderstorm evolved into the late-mature stage, the average height of charge sources desccndcd from 9.0 to 6.0 km,corresponding to the ambient temperature of about -10℃ to -25℃.The superposition of the neutralized charge and radar echo shows the charge sources of negative cloud-to-ground mainly concentrated inside the cloud region with radar reflectivity higher than 40 dBz.
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