有关北京地区闪电活动的气溶胶浓度的相关性的探究（天气学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

时间∶晚于清洁背景约∶下，且峰值时段的总闪百分比增加了倍，说明除对流不稳定能量的累积以外，雷暴发生前较高的气溶胶浓度，也会对闪电活动产生影响那么雷是造成这种趋势的重要原因北京地区的那么东南地区较高的浓度是否会在定程度上导致闪电活动强度的改变接下来比较下不同浓度下的闪电活动日变化特征。

不同气溶胶浓度下闪电活动的时间分布特征首先对年夏季月的雷暴日进行统计，年夏季共个雷暴日，其中有气溶胶数据记录的有次等分析非洲地区不同下闪电活动的日变化特征时分别将范围的前后定义为相对清洁污染，类似地这里将个例中雷暴发生前的平均浓度从低到高排序，考虑到雷暴日个例较少，仅把前的浓度记作相对清洁，后的浓度为相对污染，再分别统计所对应个例中的逐时总闪百分比，得到相对清洁与污染背景下总闪百分比的日变化特征如图所示。

从图中可以看到，清洁或污染情况下，闪电活给出相应的线性回归评价指标均方根误差表征拟合数据与原始数据的误差，不同时刻拟合结果的均小于，与总闪数范围相比，拟合效果可以接受。

从图及表可以发现，雷暴前，当浓度低于时，总闪数与，其中，强回波移入城区前两者的相关性最强，其，经过的臵信区间检验的相关性最弱强回波区移入城区的第的相关系数接近，分别是和的浓度与总闪的相关系数，说明其对闪电的影响最强，与雷暴前第相比，可充当云凝结核，简称的气溶胶经过更长时间的累积，提供更多，通过云内的微物理过程影响对流增强闪电活动有关北京地区闪电活动的气溶胶浓度的相关性的探究天气学论文地雷暴活动在下午较易发生有关。

在污染条件下，总闪峰值出现在∶，这时段的闪电数约占总闪电数的。

在清洁背景下，闪电活动午后开始增强，于∶达到峰值，约占总闪电数的。

比较发现，污染条件下闪电峰值出现的时间∶晚于清洁条件下出现在∶约，污染与清洁背景下闪电活动多少有较大差异，污染条件下峰值闪电活动时段的占比为清洁条件闪电活动时段的占比的两倍白天随太阳辐射的增强，地表升温，在傍晚地面温度以及近地层的水汽可达到较高水平，大气容易出现对流不稳定，进步引发雷暴天气，这是闪电活动在傍晚显著增强的主要原因。

但与清洁状况相比，污染背景下总闪峰值的出现时间晚且占比显著增加，则可能是浓度的差异所造成的影响高气溶胶浓度析不同累积程度的气溶胶与闪电活动之间的相关性。

图给出雷暴前不同时刻的浓度与对应时间窗口∶∶内总闪数的散点图。

可以看出，雷暴发生前，浓度主要集中在之间，只有极少数高于，而闪电数浮动较大，分布较为零散但随浓度增加，总闪数目呈现回形针结构快速增加增速减缓最后甚至有减少趋势这与等研究亚马逊林火气溶胶对闪电频数的影响所得出的结论接近，等研究非洲地区气溶胶对闪电活动的长期气候影响也得出相似变化趋势。

北京地区闪电密度存在由西北到东南升高的趋势，其特殊的地形与环流背景下的热动力过程是造成这种趋势的重要原因北京地区的那么东南地区较高的浓度是否会在定程度上导致闪电活动强电活动的强弱大量研究表明闪电活动与空气温度对流不稳定能量垂直风切变对流层低部及中层的相对湿度云底高度以及上升速度等热动力因素有关郄秀书等赵阳等熊亚军等李亚珺等，。

图夏季总闪密度单位，分辨率为各站点平均浓度单位的空间分布综上，北京地区的闪电活动与浓度在空间分布上具有较好的致性，两者的高值区基本致在时间演变方面，清洁与污染条件下闪电活动峰值均出现在午后，但污染背景下闪电峰值出现的时间∶晚于清洁背景约∶下摘要基于年北京闪电定位网总闪资料与个自动空气质量监测站数据，分析了北京地区，夏季月闪电活动与的时空分布特征，同时针对次雷暴天气，探讨了气溶胶浓度变化对闪电活动的可能影响结果表明浓度及总闪密度均呈现自西北向东南升高的空间分布特征闪电峰值在污染背景下出现的时间∶晚于清洁背景下∶约，且总闪百分比可达清洁背景下的两倍。

对雷暴前的浓度与时间窗∶∶内总闪数目的中位数进行相关分析，发现浓度低于时，与总闪数存在明显正相关，此时气溶胶可能通过影响云微物理过程进而影响雷暴的对流发展，增强闪电活动大于时，总闪数随的累积对于闪电的影响更加强烈，进步佐证在定范围内气溶胶可通过微物理效应增强闪电活动浓度高于时，拟合未通过假设性检验，但两者之间存在定的弱负相关，此时气溶胶的辐射效应可能导致闪电活动减弱而浓度处于之间时，两者关系不明显，在定的水汽条件下，凝结核增多，冰晶的成长受到抑制，可能是闪电活动保持稳定的原因。

本文以气溶胶与闪电的关系为出发点，探讨了北京地区，相对清洁和污染两种大气背景下气溶胶对闪电活动的影响。

但是，应该指出的是，不同的大气环流背景特殊的地形条件城市热岛效应等都可以影响雷暴的发生发展，进而影响闪电活动。

中尺度环流背景是影响闪电活动的重要因素，北京地区夏季雷暴天气系统入境的主要路径包括率可达，。

考虑到个闪电有多个辐射源被探测并定位，本文参考已有研究方法，将时间差小于且水平距离差小于的辐射源识别为同闪电，并以第个辐射源作为该次闪电的定位结果。

总闪密度的计算以的网格为计算单元在不同空气质量状况下闪电活动的日变化特征分析中，将不同空气质量状况下逐小时与全天总闪数目的比值记做各时段的总闪百分比。

气溶胶资料来源于北京市环境保护监测中心网站发布的逐小时平均浓度资料，共有个大气环境自动监测站点，包括城区环境评价点城区站个郊区环境评价点郊区站个对照点及区域点区域站个以及交通污染监控点交通站个。

应该说明的是，目前不少研究采用气溶胶资料，其优势在于能够在，凝结核增多，冰晶的成长受到抑制，可能是闪电活动保持稳定的原因。

本文以气溶胶与闪电的关系为出发点，探讨了北京地区，相对清洁和污染两种大气背景下气溶胶对闪电活动的影响。

但是，应该指出的是，不同的大气环流背景特殊的地形条件城市热岛效应等都可以影响雷暴的发生发展，进而影响闪电活动。

中尺度环流背景是影响闪电活动的重要因素，北京地区夏季雷暴天气系统入境的主要路径包括西部和西北山区，另外，北京作为超大城市群，密集的人类活动会对下垫面产生定影响，热岛的抬升作用也会使对流活动增强，闪电频数增加等利用模式模拟发现城市较高地表温度可以产生更深厚的边界层，有利于雷暴形成以上多种因素，对分析气闪电非感应起电机制是指雷暴云中的霰粒子与冰晶粒子之间的弹性碰撞引起的电荷转移，转移电荷的极性和电荷量与冰晶的尺寸和碰撞速度有关，同时也依赖于所处区域的环境温度和液态水含量因此，雷暴云的热动力过程和微物理过程都可以通过影响雷暴云的起电而影响闪电的产生，。

热动力过程是影响雷暴云发展的重要因素，因此也决定了闪电活动的强弱大量研究表明闪电活动与空气温度对流不稳定能量垂直风切变对流层低部及中层的相对湿度云底高度以及上升速度等热动力因素有关郄秀书等赵阳等熊亚军等李亚珺等，有关北京地区闪电活动的气溶胶浓度的相关性的探究天气学论文部和西北山区，另外，北京作为超大城市群，密集的人类活动会对下垫面产生定影响，热岛的抬升作用也会使对流活动增强，闪电频数增加等利用模式模拟发现城市较高地表温度可以产生更深厚的边界层，有利于雷暴形成以上多种因素，对分析气溶胶浓度变化与闪电活动的关系均会产生定程度的影响，因此未来工作中还需引入模式针对具体天气过程进行敏感性试验，进步区分热岛效应或热动力效应与气溶胶微物理效应对闪电活动的不同影响。

王明，于超，吕建永，袁换只，周悦，刘子谦，虞超，顾春丽行星际磁场对弓激波影响的结果地球物理学报，基金国家自然科学基金国际地区合作与交流项目国家自然科学基金面上项目资电的影响中所使用的统计闪电数的方法，计算时间窗口∶∶内的总闪数目，以分析雷暴前累积的气溶胶对后续雷暴过程的闪电活动影响考虑到北京地区的雷暴多发于午后，且闪电数在短时间内迅速增加，即使有后续雷暴过程，但闪电数目均远低于首次过程，为方便计算，对∶∶内的总闪数目进行统计。

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雷暴发生前气溶胶的累积会对闪电活动会产生定的影响浓度雷暴前低于时，两者之间存在明显正相关，此时气溶胶作为，主要通过云内的微物理过程影响对流增强闪电活动其中，强回波区移入城区前的两者相关性最强，经过的臵信区间检验前相关性最弱，说明雷暴前更长时间气溶看出，雷暴发生前，浓度主要集中在之间，只有极少数高于，而闪电数浮动较大，分布较为零散但随浓度增加，总闪数目呈现回形针结构快速增加增速减缓最后甚至有减少趋势这与等研究亚马逊林火气溶胶对闪电频数的影响所得出的结论接近，等研究非洲地区气溶胶对闪电活动的长期气候影响也得出相似变化趋势。

摘要基于年北京闪电定位网总闪资料与个自动空气质量监测站数据，分析了北京地区，夏季月闪电活动与的时空分布特征，同时针对次雷暴天气，探讨了气溶胶浓度变化对闪电活动的可能影响结果表明浓度及总闪密度均呈现自西北向东南升高的空间分布特征闪电峰值在定程度上反映大气垂直方向上气溶胶含量信息，但考虑到气溶胶自动观测网在北京地区的空间覆盖范围较小而的时间分辨率较低，本文采用空间覆盖范围较大且时间分辨率较高的地基观测数据另外，考虑到具有沉降性且其含量易受建筑施工商业交通等因素的影响，测站测得的数据随机性强，很难表征大气中粗粒子含量，故此文中仅选用进行研究。

本文的相关性分析中，气溶胶数据使用个城区环境评价点在年夏季月期间的逐小时平均浓度，将雷暴过程当日强雷达回波基本反射率大于移入城区的时刻作为该次过程的起始时间，分别统计雷暴发生前每个小时内的平均浓度基于闪电活动的日变化特征，参考等在分析林火气溶胶对巴西胶浓度变化与闪电活动的关系均会产生定程度的