(61)佛罗里达州闪电频数跃变与强雷暴天气出现时间的关系.doc

1、佛罗里达州闪电频数跃变与强雷暴天气出现时间的关系 1)摘 要介绍了最近（1999 年）Williams 等 9 位气象学家（下称 Wetal99）对佛罗里达州闪电频数跃变与强雷暴天气出现时间的关系。Wetal99 研究发现，强雷暴的总闪电频数都超过了 60fpm,有些竟高达 500fpm；最高闪电频数在强天气到达地面之前的 520min 出现，这点与早期对雷暴微下击暴流的研究结果相似；强雷暴的一个显著特征是存在闪电频数“跃变” ，即在雷暴最大闪电频数出现之前，闪电频数会急剧增大。Wetal99 认为，对于所有类型的强天气，包括强风、冰雹和龙卷风，其系统性的总闪电前兆特征可这样来解释，即地面的上

2、升气流，一方面为地面强天气在高空的形成提供条件，同时又刺激了触发云内闪电活动的冰晶微物理过程。关键词：闪电活动 雷暴 佛罗里达州 闪电频数跃变1. 引言最近（1999 年）Williams 等 9 位气象学家（下称 Wetal 99 1）撰写了一篇文章，介绍佛罗里达强雷暴天气的总闪电活动特征。Wetal 99 1认为，由Vonnegut 和 Moore（1958 ） 2研究的 Worcester 雷暴是 1953 的一次重要的天气过程，它同时将人们的注意力集中在强天气及其定义上（Galway，1989） 3。现在，强天气已由风、冰雹尺寸、涡度的阈值等给出了明确的定义。所有这些天气现象，在物理原

3、理上均与深对流中的垂直气流有密切的联系，而垂直气流本身是不能用多普勒天气雷达来直接测量的。云层的起电过程和闪电对垂直气流非常敏感，因为垂直气流可调节过冷水的供给，而过冷水又是冰粒（冰晶、软雹和冰雹）增长的基础，冰粒又被认为是电荷分离所必需的。由于这些原因，Wetal 99 1从一开始就希望闪电活动与强天气的发展之间存在着密切的相关性，而相关性可帮助人们掌握并预测强天气现象。从历史上来看，这些观点的探索，由于缺乏足够数量的观测资料而被搁置。一个有关强雷暴起电过程研究结果的最新评述表明（Williams，1998 4,5） ，在整个强雷暴的生命期内，始终记录了闪电活动情况个例者往往很少。最新研制的

4、 LISDAD（闪电图象传感数据应用1）本译编由冯桂力（山东气象科学研究所, 济南， 250031）与金永利（北京市人工影响天气办公室, 100089）以及梁丰（北京市气象台, 100089）完成。2和演示系统） （Boldi 等，1998 6；Weber 等，1998 7） ，在很大程度上弥补了这个问题。LISDAD 已在佛罗里达州中部地区投入使用，以便用来在各种各样强天气过程中描述总闪电活动情况。Wetal99 研究所用的观测资料，主要是由佛罗里达中部地区的 LISDAD 系统提供的。2. 强天气标准及其与垂直气流的关系根据美国国家天气局的标准，强天气至少具有以下三个特征之一，即：(1)落

5、地雹块的有效直径大于 1.9 cm；(2)地面持续风速超过 26 ms-1；(3)出现龙卷风。以上这些地面条件均与雷暴的垂直气流有关。2.1 强冰雹冰雹的增长依赖于在含过冷水的垂直气流中漂浮的粒子。因此，可通过计算雹块的下落速度来评估不同直径的雹块所需的上升气流强度，结果见图 1 所示，临界直径为 1.9 cm 的雹块所需要的垂直气流为 29 m/s。由于冰雹在从 0等温层到地面的下降过程中融化，其尺寸减小，因此到达地面上这一临界尺寸大小的冰雹显然需要有更大的高空垂直气流。2.2 雷暴大风在雷暴附近地区发生的地面强风，常常是由于高空的下沉气流造成的。下沉气流的机制降水粒子引起的重力拖曳作用、蒸

6、发冷却作用以及冷凝物的融化作用都与上升气流有关，还可能随着上升气流的增强而增强。所观测到的云内闪电先于雷暴下击暴流而出现的趋势（Goodman 等，1988 8；Williams 等，1989 9,10；Malherbe 等，1992 11；Stanley 等，1997 12） ，与通常的设想是一致的。图 1 冰球的下落速度与海拔 6000m 处冰球直径的关系2.3 龙卷风3龙卷风是垂直角动量分量占主导地位的强旋转风。尽管有许多关于龙卷风的理论，但它们有一个共同的特征是：涡度的垂直伸展。涡度的垂直伸展，是由垂直气流的垂直梯度（即 dw/dz）来调节的，如图 2 所示。对于垂直尺度由对流层顶所限

7、定的强雷暴，涡度的垂直伸展在很大程度上是由气流的大小决定的。Wetal 99 1证明，上升气流和下沉气流都能使涡度垂直伸展。图 2 涡旋伸展过程中垂直气流作用图解3. 探测系统与研究方法Wetal 99 1研究所用的观测资料，主要是由佛罗里达州中部地区的 LISDAD系统提供的。设计 LISDAD 的最初意图是：利用美国国家航空和航天局的光学瞬时探测仪和闪电图像传感器，提供一套能从空间对闪电进行光学探测的地面真值系统。在 1997 年春夏，佛罗里达州强天气的急剧变化清楚地表明，LISDAD 作为一种研究强雷暴的工具是十分有效的（ Raghavan 等，1997 13；Weber 等，1998

8、7） 。当前（指 1999 年）实时业务系统，把林肯实验室为联邦航空管理局研制的位于奥兰多的综合终端天气系统（ITWS）原型机接收的资料、美国国家天气局（NWS）位于墨尔本的 WSR-88D 雷达资料、美国国家强风暴实验室研制的雷暴单体识别和跟踪（SCIT）算法（Johnson 等，1998 14） 、肯尼迪空间中心的闪电探测定位系统（LDAR） （Lennon 和 Maier,199115）以及美国国家闪电探测网（NLDN） （Cummins 等，1998 16）等所收集的资料结合在一起。LISDAD 系统，在研究雷暴方面比传统的短时外场实验有很大程度的改进，4实时的全天候的运行，对捕捉所有

9、 Wetal 99 1感兴趣的个例提供了保证。而且，当事件发生时，通过美国国家天气局业务预报员的直接调取和使用有助于获识观测资料的系统特征。在过去传统外场实验中，事件过后需要花费很大力气来收集各种不同的资料，但 LISDAD 系统在感兴趣的事件发生之后，立刻就能进行完整的资料回放和检查。在 LISDAD 探测结果中，当把总闪电频数用来诊断强天气时，它强调的是LDAR 辐射数据的特殊重要性。通过美国国家航空和航天管理局肯尼迪空间中心（KSC）25 年多的业务应用， LDAR 能用来精确探测和描述云内闪电和云地闪的能力已经得以证实。4. 一般雷暴的观测结果尽管 Wetal 99 1研究的重点在于佛

10、罗里达州中部地区所有类型的强天气，但是开始时先谈一下 LISDAD 得出的关于一般雷暴（非强）较普通的结论以及各个季节强天气的各种频谱还是很有用的。用同样的算法来计算所有大小和严重程度不同的雷暴的总闪电频数，可帮助人们将这些结论应用到具有强不稳定性和强垂直风切变特性的背景场中。LISDAD 的弹出式窗口特性（Boldi 等，1998） 6已被用来研究所有类型的、数目庞大的佛罗里达州雷暴中闪电的演变特征。强雷暴天气可在地面观测员对冰雹（象一角硬币那么大或者更大） 、强风（树被刮倒）或者出现龙卷风的报告基础上进行识别，图 3 总结了所有个例的闪电峰值频数（对于 LDAR 则为总闪电频数） ，很多小

11、规模的、非强的雷暴，其最可能的最大闪电频数为110fpm ，一条垂直虚线段代表 60 fpm 的闪电频数（每秒钟 1 个闪电） 。这里在很大程度上仅根据闪电的峰值频数划分为非强和强两种雷暴过程。没有发现其闪电峰值频数小于 60 fpm 的个例属强天气过程；高于这个闪电频数的个例，大部分均被识别为强雷暴天气过程。然而，有许多具有较高闪电频数的个例（其中有一个高达 500 fpm） ，却不能被证实具备强雷暴的条件。为什么会出现上述现象呢？Wetal99 作了如下解释：有一些具有较高闪电频数的个例，如果发生在人口稀少的地区，则情况可能是：在这里虽然发生了冰雹（举例说明） ，但未能被发现；如果讨论的是

12、发生在人口稠密地区的高闪电频数的个例，则表明那里没有达到强雷暴的状态。被观测到的最大 LDAR 闪电频数接近 500600fpm。5图 3 基于 LDAR 观测所得出的佛罗里达州雷暴的闪电峰值频数5. 闪电频数跃变与强雷暴天气出现时间的关系（一）：示意图强雷暴最明显和最系统的特征是在强天气在地面出现前 115min 云内闪电频数快速增长，这种增长，其专业术语为闪电频数“跃变” ，在约 20 到 100 多fpm/min 的范围内变化。闪电频数“跃变”的先兆特征，看来不仅适合冰雹天气过程，而且对所有强天气过程都是适合的。佛罗里达州一次强雷暴过程的总闪电频数的演变特征见图 4 所示，在图 4 中有

13、 3 个特征时间（t 0, t1 和 t2） ，t 0 是闪电频数“跃变”时间，t 1 是 LDAR 闪电峰值频数出现的时间，t 2 是强天气到达地面的时间。大范围的佛罗里达州强雷暴天气个例的特征时间值概括在表 1中，从总体情况来看，表上的记录值与图 4 所示的演变情况基本一致，表 1 还包括了闪电的峰值频数（LDAR 和 NLDN 观测所得）以及闪电频数 “跃变”前兆的估计量。表 1 中的大部分资料（地面观测员的报告除外） ，是通过最初由NWS 和林肯实验室（ITWS）工作人员识别的单个个例获得的。图 4 一次佛罗里达州雷暴过程的闪电演变情况，其中 t0 代表闪电频数“跃变”时间，t 1代表

14、 LDAR 闪电峰值频数出现的时间，t 2 代表强天气出现的时间。与表 1 不同的是，根据对超6前时间的计算，如果 t0=0，则 t1=7.4 分，t 2=16 分。表 1 LISDAD 系统所测的强雷暴过程总结表，其中 t0 代表 LDAR 所测闪电频数急剧增长（闪电频数“跃变” ）的时间，t 1 代表 LDAR 所测闪电峰值频数出现的时间，t 2 代表第一次观测到强风暴天气的时间。 日期 年 月，日强天气类型NSSLSCIT单体ID#LDAR 总闪电峰值频数(fpm)LDAR闪电跃变 (fpm/min)NLDN云地闪峰值频数(fpm)t0(UTC)t1(UTC)t2(UTC)19982，2

15、3 龙卷 16 567 163 12 0307 0324 03552，23 龙卷 9 69 23 6 0423 0429 04372，23 龙卷 9 410 98 9 0500 0506 05102，23 龙卷 16 187 47 10 0528 0532 054019974，23 龙卷/冰雹 4 195 60 4 1237 1242 13205，22 冰雹/风 5 290 75 5 1838 1849 184718526，2 水龙卷 13 40 30 2 2214 2236 23006，135 分硬币大的冰雹1 410 90 10 1852 2003 20107，11 角硬币大的冰雹9 10

16、6 62 4 2013 2017 20057，11 角到 25 美分硬币大的冰雹18 130 32 5 2033 2045 20457，5 风灾 9 170 32 5 1707 1721 17307，6 水龙卷 8 86 78 2 1829 1830 18427，6风灾/1 角硬币大的冰雹2 225 35 21 1938 1945 20017，7高尔夫球大的冰雹23 425 85 20 2334 2344 23507，81 角硬币大的冰雹2，5 180 50 10 1941 1947 19487，8 风灾 19 170 32 8 2007 2027 20357，8 风灾 19 120 20 8

17、 2121 2131 21307，9风/25 美分硬币大的冰雹6，11 215 50 5 1844 1850 19007，9 风灾 1 60 30 2 1920 1922 19247，9 1 角硬币大的 2 325 65 20 2132 2140 21437冰雹7，925 美分硬币大的冰雹2 325 65 20 2132 2140 22087，11 陆龙卷/水龙卷 4 170 50 8 1730 1746 17587，121.25 英寸大的冰雹12 200 44 8 2103 2117 21407，15高尔夫球大的冰雹17 140 70 3 2033 2035 20587，161 角硬币大的冰

18、雹10 116 22 3 2027 2030 20387，16 漏斗云/风 6 550 220 18 2323 2325 23307，29高尔夫球大的冰雹2 270 80 22 2112 2114 21247，311 角硬币大的冰雹14 300 60 1 2017 2032 20358，23 风 2 310 100 10 2032 2034 203010，31 风 8 554 62 14 2032 2045 204519968，10 风 4 100 28 20 2204 2208 ?8，14 水龙卷 14 44 21 5 1952 1954 20258，16 无强天气报告 2 240 70 1

19、0 2051 2054 无报告8，16 18 260 80 10 2040 2056 无报告Wetal99 虽讨论了与地面观测员报告的时间 t2 有关的随机误差，但系统性的误差目前还不清楚，然而，看起来它对平均超前时间间隔(t 0-t2, t1-t2)的影响是事件报告的滞后。Wetal 99 1认为，在 LDAR 闪电频数的演变过程中，闪电频数“跃变”的存在，对于他们所研究的强雷暴过程来说，可能表示强雷暴明显地偏离了它的定常状态特征。在混合相态环境中，增强的起电过程和高空冰粒子的增长之间存在着显著联系表明，闪电频数“跃变”是伴随着高空空气垂直运动高峰而来的。LISDAD 证据也支持了垂直运动高

20、峰与大冰雹的增长相关这一观点。图 5说明了闪电“跃变”量级与表 1 中 LISDAD 观测的所有冰雹个例下落到地面上的雹块最大直径的关系。此处的正相关支持了这样的一个观点，即，与更强的垂直运动高峰有关的更强的起电过程与更大的冰雹之间存在着内在联系。对通常非强雷暴的几毫米大小的软雹特征进行粗略外推，结果表明，其闪电“跃变”8小于 10 fpm/min，与观测结果一致。图 5 闪电频数的“跃变”与雹块最大尺寸间的关系，这些结果是根据表 1 所得。本研究（表 1）以及 1998 年 Goodman 等 8的研究中，关于云内闪电活动先于龙卷风和水龙卷的系统性特征，并非没有先例。早在 20 世纪 70

21、年代，Taylor 认为，云内闪电峰值频数先于一些龙卷风 1015min 出现（W.Taylor,与文献1作者的个人通信,1996） ；MacGorman(1993) 17发表了关于 1986 年发生的宾格龙卷风其云内闪电峰值先于龙卷风发生的文章；Buechler 等（1996）18指出，根据 NASA 空间瞬时光学探测仪的光学观测资料分析得出一个显著特点，即云内闪电活动先于龙卷风出现。6. 闪电频数跃变与强雷暴天气出现时间的关系（二）：个例分析图 4 所描述的事件的系统性演变特征，可通过表 1 中的 3 次特殊的个例来说明，一次为冰雹个例（1997 年 5 月 22 日） 、一次强风的个例（

22、1997 年 10 月31 日）以及一次龙卷风的个例（1998 年 2 月 23 日） ，比较的目的在于进一步弄清楚在整个闪电活动中先兆信号的物理基础。6.1 一次冰雹和下击暴流个例对于 1997 年 5 月 22 日发生在奥兰多的冰雹过程，其总闪电频数以及多普勒雷达最大径向速度梯度的演变特征见图 6。这一天当地时间正午后不久，孤立的对流单体开始向奥兰多国际机场的西北方向发展，在接下来的一小时内，对流进一步发展并移出该地区。Wetal 99 1所讨论的雷暴离墨尔本的距离太远，不能用 NEXRAD 雷达观测来揭示其外流演变特征，因此用奥兰多的终端多普9勒天气雷达（TDWR ）来进行上述观测。林肯

23、实验室（ITWS ）的业务人员Richard 曾在费里斯于当日的 18471852 UTC 时段内观测到直径为 1.92.5 cm的椭圆形雹块。如图 6 所示，这一天最强的外流速度（37 ms-1）是在 1856UTC由 TDWR 在距费里斯不到 8 km 的地方观测到的，因此此次雷暴过程是呈现出冰雹和微下击暴流两种天气现象的强天气过程。图 6 1997 年 5 月 22 日奥兰多附近伴随强微下击暴流发生的冰雹过程（雹块直径2.5cm）：（a）总闪电频数的演变特征；（b）地面上多普勒径向速度梯度的演变特征。由 LISDAD 观测到的闪电频数的“跃变”现象，是先于两次微下击暴流出现的（分别在 1

24、821 和 1838UTC 出现） ，第二次更大的“跃变” （75fpm/min） ，大约比冰雹提前 9min 出现。有趣的是，大冰雹比最大的外流速度提前 4 到7min 出现。大冰雹由于其极大的下落速度而提前降落。在形成微下击暴流的过程中，可能是由于小尺度降水粒子的拖曳和融化作用起主要作用所造成。闪电频数峰值和外流速度峰值之间有 7min 的超前时间与非强雷暴过程结果非常一致（Goodman 等，1998 19；Williams 等，1989 4,5；Laroche 等，1991 20；Malherbe 等， 199211；Stanley 等，1997 12） 。上述结果表明，在这两种类型的

25、10雷暴天气中，其前兆具有相似的物理基础。先于冰雹和较大的微下击暴流出现的 LDAR 闪电频数峰值为 275fpm，这比非强雷暴的特征值大得多（见图 3） 。表 2 对于两个佛罗里达超级单体选择的参数的比较参 数 1997 年 10 月 31 日 1998 年 2 月 23日假绝热 CAPE 1540J/kg 2140J/kg对流层顶高度 12.9km 12.7km融化层高度 4.0km 3.8km最大 LDAR 闪电频数 554fpm 567fpm最大 NLDN 闪电频数 14fpm 17fpm闪电频数“跃变”的大小 60fpm/min 160fpm/minIC 对 CG 的最大比值 230

26、 200最大雷达云顶高度 Ht 1617km 1718kmHt 超过对流层顶的高度 34km 45km推测的最大上升气流速度 6080m/s 80100m/s7km 高度处 30dBz 回波面积直径 22km 30km螺旋度（03km） 184m2/s2 350m2/s2中（尺度）气旋最大旋转速度 19m/s 28m/s典型的中层中（尺度）气旋直径 59km 58km超级单体平移速度 5080km/h 90100km/h冰雹（？） 无冰雹报告 1.91cm 的冰雹龙卷（？） 无（仅风害） 有（F3 ）6.2 两次强雷暴的对比分析在 Wetal 99 1研究中，为了研究风、龙卷等强天气现象，对表

27、 1 中的个例进行了选择，这样做的目的有两个：探索风暴的垂直发展及其与强天气过程中总闪电前兆的关系，进一步弄清楚产生龙卷和不产生龙卷的超级单体之间的区别。后者是一个长期存在的科研和业务问题（Burgess 等，1993） 21。Wetal 99 1认为改进的多普勒雷达观测（Burgess 等，1993） 21，使他们认识到一部分具有超级单体结构的中（尺度）气旋不会演变为龙卷。一个具有挑战性的问题是，识别造成这种差别的物理条件。考虑到这一具有挑战性的问题，Wetal 99 1从表 1 的 LISDAD 资料中选择了两个佛罗里达旱季的电结构极端不同的超级单体中（尺度）气旋进行比较一个是在 1998

28、 年 2 月 23 日（产生了 F3 级龙卷） ，另一个是在 1997 年 10 月 31 日（有大风，但没有龙卷） 。11图 7 1997 年 10 月 31 日伴有强风的超级单体（Polk 区）：（a）最大雷达反射率（dBz）的时间高度剖面图；（b）总闪电频数的时间演变；（c）最大中（尺度）气旋旋转速度（m/s）的时间高度剖面图；（d）云地闪频数(fpm)的时间演变；（ e）显示超级单体路径的佛罗里达地图。12图 8 1997 年 2 月 23 日 具有 F3 级龙卷的超级单体（Volusia 区）：（a）最大雷达反射率（dBz ）的时间高度剖面图；（b）总闪电频数(fpm)的时间演变；（

29、c）中(尺度) 气旋旋转速度（m/s）最大值的时间高度剖面图；（d）云地闪频数(fpm)的时间演变；（ e）显示超级单体路13径的佛罗里达地图。6.2.1 对比分析用的参数为了比较这两个个例而选择的参数见表 2。表中包括超过对流层顶的高度以及根据 Vonnegut 和 Moore（1958） 2首先采用的计算方法推导出的最大上升气流速度。这些参数中大部分非常相似，因此需要强调产生龙卷和不产生龙卷的超级单体之间的微小差别。例如，LDAR 闪电频数峰值都非常高。造成上述情况的原因可能是：对于强与非强风暴采用同样的风暴规则导致闪电的计数过度，然而，值得注意的是两者的估计值都小于 Vonnegut 和

30、 Moore（1958） 2对伍斯特龙卷风暴（6001200fpm）闪击频数的估计值，而后者仅仅是在夜间对龙卷超级单体闪击频数的目视观测结果。6.2.2 两个表现明显的参数表 2 中能表明龙卷风和非龙卷风超级单体风暴最大差异的两个参数是：闪电频数跃变和 03 km 高度范围内的螺旋度。在这两个参数中，较大的值都与2 月 23 日产生龙卷的风暴有关。这两个个例的雷达反射率和中（尺度 ）气旋旋转速度在时间-高度图上的演变特征以及闪电频数（LDAR 和 NLDN 探测到的地闪）的演变情况见图 7 和图8。在这两个个例中都包含了具有最大闪电频数跃变、最大闪电频数和最强垂直发展的阶段。图 7 和图 8

31、还说明了风暴的总体移动路径。在表 2 的所有参数中，闪电频数跃变的大小在这两个个例中对比最强烈，产生龙卷的个例具有很大的闪电频数跃变值（160 fpm/min） 。这两个风暴距墨尔本雷达的距离都不太近，因而不能对 Wetal 99 1所关心的低层涡度（即龙卷）进行观测。同表 2 中的参数相比，这些时间-高度剖面图的比较揭示了这两个个例之间的更大的差别。同普通的气团雷暴（Lhermitte 和 Krehbiel，1979 22；Lhermitte 和Williams，1985 23；Goodman 等，1988 8； Williams 等，1989 9,10）相比，这些超级单体在垂直发展方面更接

32、近动力定常状态。然而，观测表明：在这两个个例中，非定常特征在指示地面强天气条件方面仍然十分重要。总闪电频数可能是超级单体演变的非定常最明显的特征，闪电跃变（LDAR 闪电频数）与强天气（10 月 31 日 2045 UTC 和 2 月 23 日 0355 UTC）的另一个前兆特征爆发性的垂直发展相一致（10 月 31 日 20202040 UTC 和 2 月 23 日 03050320 14UTC） 。中层（特指混合相区域，那里具有最强的电荷分离作用）的向上发展与中层旋转增强（可能是通过中高层上升气流区垂直涡度的伸展造成的）完全一致。在这两个个例中，高层旋转速度的最大值一直持续到 LDAR 闪

33、电频数最大的时刻（10 月 31 日 2045 UTC 和 2 月 23 日 0324 UTC） 。与那些非强的雷暴（Byers 和 Braham，1949 24；Williams，1985 25）演变特征不同，闪电频数的峰值与雷达观测的最大云顶高度不一致，而与低层混合相区域的雷达反射率的垂直伸展一致，这符合过冷水是起电过程的主要成分的观点。Vonnegut 和Moore（1958 ） 2提出的关于超级单体风暴中混合相区域以上高度的大量冰晶在起电过程中的作用问题还没有解决。目前（指 1999 年）的实验室模拟（Takahaski，1978 26； Saunders 等,1991 27）还没有扩

34、展到这个温度区域。在这两个个例中，总闪电频数在最大值出现后开始急剧下降，说明上升气流强度减小，旋转速度也随之减小，在这个时刻 10 月 31 日的个例中出现了地面强风而在 2 月 23 日的个例中却没有。在这两个个例中，闪电频数急剧减小后不久，就观测到旋转速度的次极大值（10 月 31 日 2057 UTC 和 2 月 23 日 0337 UTC） ，次极大值与雷达反射率廓线的最急剧下降（和各自的中（尺度）气旋核心处的雷达反射率的减弱）有关，说明可能存在涡度的再次拉伸，但在这一个例中涡度的再次拉伸是由下沉气流而不是上升气流造成的。在这个时刻，两个个例的演变开始出现差异。10 月 31 日的闪电

35、频数经过短暂的下降后开始回复，而 2 月 23 日的闪电频数在下降到一个相对低的值后没有回复。10 月 31 日中层雷达反射率维持不变，而 2 月 23 日中层的雷达反射率廓线却在云顶高度达到最高点（0310 UTC）时开始持续下降。后者在 0355 UTC（高层旋转速度明显减少）观测到一个 F3 级的龙卷，但是在 10 月 31 日超级单体在图中所示的时间范围内却没有观测到强天气。Wetal99 认为，犹如他们阐明的那样，因为闪电与风暴的垂直发展有关，因此对闪电的讨论主要集中在 LDAR 资料上。在 LDAR 表示演变的资料中，非常明显的持续性的闪电频数跃变现象，在 NLDN 地闪演变资料中

36、却很难出现，通常地闪活动比推导出的云内闪活动发展水平要弱。Wetal 99 1也注意到，在云内闪电活动增加时（10 月 31 日 2040 UTC 和 2 月 23 日 0330 UTC） ，有地闪活动受到抑制的趋势。这说明不同闪电类型之间对同一个电荷源存在着竞争15（Williams， 198928；MacGorman，1993 17；Williams，1998 4,5） 。7. 小结Wetal99 研究发现：强雷暴的总闪电频数都超过了 60fpm,有些竟高达500fpm；在最高闪电频数在强天气到达地面之前的 520min 出现，这点与早期对雷暴微下击暴流的研究结果相似；强雷暴的一个显著特征是存在闪电频数“跃变” ，即在雷暴最大闪电频数出现之前，闪电频数会急剧增大。参 考 文 献 (略；如需要，请与北京市气象台或北京市人工影响天气办公室联系 )