本研究利用闪电定位、多普勒雷达、探空数据以及自动气象站资料详细分析了2016年4月17日梅州地区的两次雷暴过程的闪电特征、多普勒雷达回波特征、不稳定层结参数特征、降水变化以及风速变化特征，探讨雷暴过程与多尺度气象资料特征的关系，以期为本地区雷电预
以下为本篇论文正文：
摘要：利用闪电定位、多普勒雷达、探空数据以及自动气象站资料对2016年4月17日梅州地区的两次雷暴过程进行了分析。结果表明：两次雷暴过程均是强对流系统造成的，地闪以及降水空间分布呈北多南少特征；正闪密集时段，有明显降水以及风速突变特征，地闪密集区对应着强风切变区域；地闪变化与风速变化相关性明显，地闪较降水有一定的滞后性；地闪的密集区域与雷达回波强度中心基本吻合；多普勒雷达回波特征、不稳定层结参数特征均符合强对流系统的特征。
关键词：天气学；雷暴；地闪频数；多普勒雷达；多尺度气象；梅州市
雷电灾害是自然界十大灾害之一。由于受超强厄尔尼诺影响，2015年12月至今，广东省天气异常，初雷出现在1月4日，是有气象记录以来最早的初雷日之一。随着经济社会的快速发展，雷电灾害轻则使电子设备误动作，重则造成电子设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡，雷电灾害造成的损失越来越严重。因此，为了减轻雷电灾害带来的损失，雷电的预报预警工作变得越来越重要，对雷暴天气的研究也越来越多[1-10].本研究利用闪电定位、多普勒雷达、探空数据以及自动气象站资料详细分析了2016年4月17日梅州地区的两次雷暴过程的闪电特征、多普勒雷达回波特征、不稳定层结参数特征、降水变化以及风速变化特征，探讨雷暴过程与多尺度气象资料特征的关系，以期为本地区雷电预警预报业务提供科学依据。
1雷暴过程概述
受高空槽、切变线和锋面低槽的影响，2016年4月17日13:00-17:00、21:00-24:00（北京时，下同）梅州市地区发生了两次比较明显的雷暴过程，主要分布在北部地区（兴宁市、平远县、蕉岭县），雷暴过程中伴随的高密度闪电频数、明显的降水以及风速突变是该次强对流天气的重要特征，地闪持续时间长、总频数高，整个时段地闪雷电流幅值呈现峰值高的特征以及地闪在空间分布上呈北多南少的趋势。
2气象资料分析
2.1地闪资料
通过广东省防雷安全在线管理监察平台（电力部门闪电定位系统的资料）查询，2016年4月17日13:00-17:00以及21:00-24:00梅州地区发生了两次比较明显的雷暴过程，全天录得地闪4793次，平均雷电流幅值18.8kA.其中正闪652次，全天正闪比13.6%,20:00正闪比迅速上升到33.3%,正闪频数主要集中在14:00-15:00以及22:00-23:00,正闪的集中时段与地闪集中时段基本相吻合（图1）。
选取近10年梅州地区的不同累积概率对应的雷电流幅值为参考点，过程录得最大正闪雷电流幅值235.3kA,最大负闪雷电流幅值151kA,均远大于参考点多年累积概率1%对应的雷电流幅值，通过分析可知，>68.6kA的地闪频数占1.23%,>55.7kA的地闪频数占2.4%,>40.9kA的地闪频数占6.26%,>30.1kA的地闪频数占14.52%,>8.7kA的地闪频数占79.16%.由此可见，该次雷暴过程基本符合强雷暴的特征。
2.2地闪频数与降水量的关系
两次强雷暴过程均伴有明显的降水，其中蕉岭观测场自动站录得降水55.5mm,平远观测场自动站录得44.6mm,兴宁观测场虽只录得5mm,但是兴宁市北部地区的罗浮镇录得42mm,而梅州南部地区无明显的降水，可见，降水呈明显北多南少趋势，地闪频数也呈明显北多南少趋势（图2）。12:00与20:00地闪频数明显增加时均出现了明显的降水，但是地闪出现的时间具有一定的滞后性，两次雷暴过程中，西部的兴宁降水起止时间最早，然后是中部的平远，最后是东部的蕉岭，说明两次降水过程的雨带自西向东移动，与闪电密集区域的移动趋势相一致，16:00兴宁的降水以及17:00蕉岭的降水应该是局地对流云团。两次强雷暴过程，降水与地闪的空间分布特征一致，雨带移动趋势与闪电密集区域的移动区域相一致，但是地闪出现的时间与降水相比有一定的滞后性。
2.3地闪频数与瞬时极大风速的关系
通过分析兴宁罗浮镇、平远观测场、蕉岭观测场3地自动气象站地面风速逐时变化资料以及地闪逐时变化资料（图3）发现：两次雷暴过程中，地闪的密集时段以及正闪的密集时段，兴宁、平远、蕉岭3地的瞬时极大风速均明显高于各自全天平均风速5.0、2.9和3.4m/s,风速存在明显的突变，风速的突变趋势与地闪频次以及正闪频次的变化趋势相吻合，地闪频数与瞬时极大风速的相关性明显，这也符合强对流天气的特征。
同时，地闪密集区对应着强风切变区域，强风切变区域对流旺盛，为云内粒子之间的碰并和分离过程提供有利条件，也一定程度上说明雷暴过程是强对流系统造成的。
2.4多普勒雷达资料
通过选取两次雷暴过程地闪密集时段14:30和22:30的实时闪电强度与雷达回波叠加图（图略）可知，地闪的密集区域与雷达回波强度中心基本吻合。分析15:06的多普勒天气雷达的几种资料可知：（1）当发生强雷暴过程时，雷暴成熟阶段正速度区的强回波中心右前方始终有被正速度区包围着的负速度区即“逆风区”存在（图4a），逆风区对应着雷达回波的强反射率因子区（图4b），位于大气层中低层，表明雷暴云成熟阶段同时存在强烈的上升气流和下沉气流，强对流发展旺盛逆风区生成于14:24的雷达径向速度图上，维持1h后于15:24消失。（2）雷达回波组合反射率强度达到60dBz以上，且有3个强中心（图4b）。（3）雷达回波图上回波顶高度≥14km.（4）雷达回波基本速度图上显示径向移动速度达到60km/h.从多普勒天气雷达的逆风区特征、组合反射率特征、回波顶高度特征以及径向移动速度特征均符合产生强对流天气的条件。
2.5不稳定层结分析
通过分析天气形势可知，受高空槽、切变线和锋面低槽的影响，多辐合气流或上升运动的低值系统，易产生强对流天气；不稳定层结参数表征为：（1）14:00,K指数为34~36℃，可能有成片雷雨出现；沙氏指数-5℃<SI<-3℃，有发生强雷暴的可能性[11];查看了过程发生时兴宁（59109）、平远（59106）、蕉岭（59114）3地的t-logp探空曲线，呈“上干下湿”型，即低层空气非常潮湿，接近饱和，中高层相对干冷，存在明显不稳定能量。（2）20:00,K指数>38℃，可能有成片雷雨出现；沙氏指数（SI）<-2℃，有发生强雷暴的可能性；查看了24:00兴宁（59109）、平远（59106）、蕉岭（59114）3地的t-logp探空曲线，则呈“湿层深厚型”,即湿层[11]（t-td<5℃）比较深厚。由此可见，两次强雷暴过程的不稳定层结具备强对流天气的特征，属于强对流系统。
3结论
通过分析2016年4月17日梅州地区的两次雷暴过程的闪电特征，得出以下结论：
1）两次雷暴过程的地闪以及降水空间分布呈北多南少特征，雨带移动趋势与闪电密集区域的移动区域相一致，但是地闪出现的时间与降水相比有一定的滞后性；地闪频数逐时变化趋势与风速的逐时变化趋势相一致；正闪密集时段，有明显降水以及风速突变特征，地闪密集区对应着强风切变区域；地闪变化与风速变化相关性明显。
2）两次雷暴过程是强对流系统造成的，其中雷达回波呈现速度图上存在“逆风区”,反射率强度大，回波顶高、径向移动速度快等特点；地闪的密集区域与雷达回波强度中心基本吻合，多普勒雷达回波特征符合强对流系统的特征。
3）K指数、沙氏指数（SI）均表征为有强雷暴出现的可能性；t-logp探空曲线，呈“上干下湿”型或呈“湿层深厚型”,不稳定层结参数特征符合强对流系统特征。
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