学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

雷暴中垂直气流特征与闪电活动关系研究

作　者: 王晨曦
导　师: 张义军
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: 闪电活动 动力结构 垂直气流 雹暴
分类号: P446
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 3次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文利用闪电、雷达、探空数据和双雷达三维风场反演结果，提出了基于闪电数据的雷暴单体判别方法，针对该方法所识别出的多个对流单体，研究了雷暴垂直气流特征与地闪活动的空间对应关系、量化关系、以及在地闪起始和结束时的差异，最后基于个例研究探讨了闪电活动的动力和微物理机理。研究发现，雷暴内大多数地闪出现在垂直速度在-5m/s~5m/s的弱上升和弱下沉气流区（占79.1%），更偏向于出现在弱上升气流区。在雷暴初始阶段，弱上升气流区的地闪所占百分比高于成熟、消亡阶段；消亡阶段，弱下沉气流区的地闪所占百分比高于其它两个阶段。地闪频次与一定阈值条件下的上升气流体积之间存在密切关系，相关性随雷暴发展不同阶段存在差异，成熟阶段最强（r=0.70），其次是消亡阶段（r=0.66）、初始阶段（r=0.60）。结合动力学参量和反射率特征参量的多元回归相关系数可达0.78。此外，闪电活动与7km高度冰相物垂直通量绝对值之和也存在线性关系，相关系数为0.71。地闪起始和地闪结束时的雷暴动力条件差异显著。地闪起始时，雷暴内上升气流较强、范围较大，上升气流占主导（79%）；地闪结束时，上升气流较弱，较强上升气流范围较小，下沉气流占主导（82%）。针对一次大风冰雹过程进行分析表明，降雹阶段的闪电活动、降水结构与降雹后阶段差异明显，降雹阶段上升气流更强，但地闪更少。在降雹阶段，主上升气流区和降雹区地闪较少，而当主上升气流区减弱、降雹结束后，相应区域的地闪显著增加。文章最后讨论了雷暴内地闪活动与垂直气流空间分布关系可能的机理。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-15
  1.1 闪电概述  10-11
  1.2 初始闪电发生的动力条件  11
  1.3 闪电活动与动力参量的关系  11-13
    1.3.1 闪电频次与动力的关系  11-12
    1.3.2 闪电类型与动力的关系  12
    1.3.3 闪电极性与动力的关系  12-13
  1.4 闪电发生位置与垂直气流的空间对应关系  13-14
  1.5 相关研究分析  14
  1.6 本论文主要内容  14-15
第二章 资料与方法  15-25
  2.1 资料介绍  15-19
    2.1.1 研究区域介绍  15-16
    2.1.2 闪电资料  16
    2.1.3 雷达资料  16-18
    2.1.4 雷暴发展阶段划分方法  18
    2.1.5 探空数据  18-19
  2.2 基于闪电数据的雷暴单体判别方法  19-25
第三章 地闪活动与垂直气流的空间对应关系  25-31
  3.1 地闪位置与垂直气流的空间对应关系  25-28
    3.1.1 地闪位置与垂直气流速度的空间对应关系  25-26
    3.1.2 地闪活动对应的雷达反射率及垂直速度的关系  26-27
    3.1.3 地闪位置与涡度和散度的空间对应关系  27-28
  3.2 不同阶段地闪位置与垂直气流速度的空间对应关系  28-29
  3.3 结论  29-31
第四章 地闪频次与上升气流参量的相关关系  31-43
  4.1 研究方法  31-32
  4.2 地闪频次与动力学参量的线性关系分析  32-35
    4.2.1 地闪频次与上升气流体积的关系  32-33
    4.2.2 雷暴不同阶段地闪频次与上升气流体积的关系  33-35
  4.3 地闪频次与雷达回波参量的线性关系分析  35-38
    4.3.1 地闪频次与雷达反射率参量的关系  35-36
    4.3.2 不同阶段地闪频次与雷达反射率参量的关系  36-38
  4.4 地闪频次与动力学参量和雷达回波参量的关系  38-39
  4.5 地闪频次与冰相物通量的线性相关分析  39-41
  4.6 结论  41-43
第五章 地闪起始和地闪消亡时的动力学条件  43-53
  5.1 资料与方法  43-45
  5.2 地闪活动初始时雷暴结构特征  45-48
    5.2.1 地闪活动初始时雷暴动力学结构特征分析  45-47
    5.2.2 地闪活动初始时雷暴雷达回波结构特征分析  47-48
  5.3 地闪活动消亡时雷暴结构特征  48-50
    5.3.1 地闪活动消亡时雷暴动力学结构特征分析  48-49
    5.3.2 地闪活动消亡时雷暴雷达回波结构特征分析  49-50
  5.4 地闪活动初始和消亡时刻雷暴结构特征对比  50
  5.5 结论  50-53
第六章 一次雹暴过程的闪电活动特征及其与雹暴结构的关系  53-63
  6.1 资料与方法  53-54
  6.2 雹暴过程整体特征  54-57
    6.2.1 大气层结特征  54-55
    6.2.2 雹暴发展过程  55-56
    6.2.3 地闪活动特征  56-57
  6.3 地闪活动与雹暴结构的关系  57-61
    6.3.1 地闪活动与雷达参量的关系  57-59
    6.3.2 雹暴垂直结构  59-60
    6.3.3 地闪与上升和下沉气流的空间配置关系  60-61
  6.4 结论  61-63
第七章 总结与展望  63-67
  7.1 主要结论  63-64
  7.2 讨论  64-66
  7.3 不足和展望  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-73
个人简介  73

相似论文

  1. 我国西部干线飞机颠簸分布规律分析,V321.225
  2. 北京夏季强雷暴降水回波结构与闪电特征初步研究,P427.321
  3. 卫星观测的中国近海及登陆中国台风中的闪电特征研究,P427.32
  4. 用卫星资料分析雷电,P427.32
  5. 网络学习动力及其教育设计研究,G434
  6. 基于强对流数值模拟的贵州冰雹识别及临近预报方法研究,P458.121.2
  7. 闪电活动与降水的相关关系研究,P426.6
  8. 大型空分设备卧式垂直气流分子筛吸附器流场特性研究,TQ021.1
  9. 县域经济内源型发展的动力结构研究-以江苏为例,F127
  10. 邵阳地区雷电活动规律及其预报研究,P427.3
  11. 使用TRMM卫星资料对青藏高原低涡降水结构的分析研究,P412.27
  12. 鸟类初级飞羽动力结构的形态学研究,Q954
  13. 我国经济增长拉动力结构调整的对策研究,F124
  14. 中学生思想政治课学习动力研究,G633.2
  15. 强沙尘暴成因及其热力动力结构研究,P445.4
  16. 一次西南低涡及其降水的结构特征分析,P458.121.1
  17. 闪电资料同化方法和应用研究,P456.7
  18. 服务创新及其对服务经济增长的作用分析,F224
  19. 高速增长的中国保险业：动力、结构、效率与绩效问题研究,F842
  20. 北京城市边界层低层湍流动力结构及其影响特征,X16

中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 天气学 > 雷暴
© 2012 www.xueweilunwen.com