热带降水测量卫星对2003年6月22日淮河暴雨降水结构与闪电活动的观测分析研究

【摘要】：本文利用热带测雨卫星(TRMM)搭载的测雨雷达(PR)、闪电成像仪探测结果、GOES卫星红外通道辐射亮温(TBB),分析研究了2003年淮河汛期开始阶段一锋面气旋系统的两个时次降水结构和闪电活动,并与“98.7.20”武汉附近地区中尺度强降水的结构和闪电活动进行了比较。TRMM PR探测结果表明,狭窄细长冷锋降水为一致的强对流降水(特别在冷锋加强时);宽广暖锋为大片层云降水,但其中存在面积不等的强对流降水雨团,即大片层云降水背景下的对流与层云混合降水。TRMM PR和LIS测得降水系统中的对流降水与层云降水比例变化、闪电活动频数变化,可以很好的指示锋面气旋系统的发展。降水率垂直剖面表明,层云降水的雨顶高度一般不超过10km;对流降水的雨顶高度一般要超过10km,最大高度可达15km。对流降水平均廓线在5km以下的平均降水率随高度降低而增大,最大平均降水率出现在地表附近。与“98.7.20”中尺度强对流系统的对流降水平均廓线比较表明,中尺度强对流系统的5km以上的降水厚度比气旋系统厚,平均要厚1.5kin;中尺度强对流系统的最大平均降水率出现在3～3.5km,而锋面气旋系统的最大平均降水率出现在2km(即近地面附近)。表明雨滴的碰撞增长过程是锋面气旋中对流降水在5km以下的主要物理过程,而中尺度强对流系统中的对流降水在5km以下不但存在雨滴碰撞增长过程(5km至3.5km),而且存在雨滴蒸发成破碎过程(3.5km以下)。LIS测得的闪电位置表明,在锋面气旋系统处于强盛时,众多闪电均发生在冷锋上的强对流降水云中,而在宽广的暖锋中虽有列流降水出现,但无闪电活动。表明冷锋上有强烈的不稳定对流活动,暖锋中的大气层结相对稳定。对7时55分冷锋上闪电周围的强对流降水廓线的分析结果表明,最强的闪电四周均存在对流降水云,虽然这些对流降水云的近地面降水率不大,但它们都十分深厚,可达16km,并且在5km以上有很大的降水率,说明降水云中的中、上层(特别是6km以上)有丰富的冰相粒子存在。大量冰相粒子间的摩擦,可能是此处强闪电活动的原因。