第七届青年地学论坛

随着闪电探测技术的发展，台风等灾害性天气中的闪电活动特征及其对灾害性天气的预警和指示已成为当前的研究热点。综合利用全球闪电定位网（WWLLN）资料、近红外和微波卫星资料、全球大气再分析资料，研究了西北太平洋最强登陆台风“海燕”（2013）的内核闪电爆发特征，及其与环境条件、台风对流演变的相关关系。研究显示，超强台风海燕闪电活动的显著特征为近一半闪电发生在内核（0-100 km）区域。以往研究发现外雨带是闪电密度高值区，但海燕的内核和外雨带闪电密度之比达到20:1。在整个生命史中，海燕内核闪电存在三个爆发期。这些爆发与有利的大尺度环境条件密切相关：较高的海平面温度（29-30℃）、较大的相对湿度（75-80%）以及中等强度的垂直风切变（3-8 m/s）。

海燕的内核闪电和对流爆发发生在三个阶段：快速增强阶段、最大强度阶段以及减弱登陆阶段。第一次爆发发生在海燕从热带风暴快速增强为台风的过程。第二次爆发发生在台风经过眼墙置换而达到最大强度阶段。第三次爆发发生在风暴穿过菲律宾后的减弱阶段。闪电径向分布特征显示第一和第二次爆发时，闪电密度高值中心位于风切变的下风向且最大风速半径之内，并逐渐向台风中心靠近；而第三次爆发时闪电高值中心位于上风向左侧且向远离台风中心方向移动。卫星观测显示内核闪电爆发对应了内核区域91-GHz亮温平均值的明显下降，表明台风内核对流的进一步增强。综上所述，海燕内核闪电爆发的频次、发生位置、径向分布和方位分布等特征，为台风对流结构和强度的改变提供了指示信息。本研究所使用闪电资料为地闪观测资料，而包括地闪和云闪的全闪资料能够提供有关内部对流和上升气流的更加完整信息。搭载在美国GOES-16的GLM和中国FY-4A的LMI卫星闪电成像仪，能够对热带气旋进行实时、连续、高探测效率的监测，因此更有助于理解热带气旋中强对流和闪电活动的演变，从而建立一个完善的闪电活动和台风强度变化关系模型。
 

闪电