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气溶胶对四川盆地闪电活动影响的日差异

气溶胶,闪电活动,微物理效应,辐射效应

雷电基础理论和应用理论研究 > 雷暴物理

气溶胶对闪电活动的影响是一个复杂的过程，而人们对此的认知还很有限。认识气溶胶对地区闪电活动的影响对提高雷电灾害预警能力有着重要的意义。本研究利用九年（2010-2018）地基地闪定位资料、再分析气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）资料、热力-动力因素（地面温度、对流有效位能、垂直风切变等）和云相关参数（云中液水含量、云中冰水含量等）再分析资料，分析了气溶胶对四川盆地闪电活动影响的日差异。结果表明在下午（12:00-18:00 Beijing Time）和夜间（23:00-05:00 Beijing Time）两个时间段，地闪频次与气溶胶光学厚度都呈现非线性的关系。AOD存在一个阈值（AOD≈0.3），当AOD小于该阈值时，下午和夜间的地闪频次都随AOD的增加而增加；当AOD大于该阈值时，下午的地闪频次随AOD的增加而降低，而夜间的地闪频次随AOD的增加没有明显的变化。基于对下午和夜间气溶胶、热力-动力因素和云相关参数之间相互关系的分析，我们推测：四川盆地下午发生的闪电活动主要由太阳辐射所驱动，气溶胶含量较低时其对雷暴活动的微物理促进作用占主导，而当气溶胶的含量超过该阈值时，其对雷暴活动的辐射抑制作用占主导，此外气溶胶微物理效应导致的云量和云厚度的增加也可能对地面产生部分降温作用，抑制对流活动的发生；而在夜间，四川盆地的闪电活动主要由地形和环流所驱动，由于夜间太阳辐射的消失，气溶胶在其含量较高时对雷暴活动的辐射抑制作用也相继消失，于是气溶胶对雷暴活动的微物理促进作用一直占据主导，并在气溶胶含量超过阈值时达到饱和并维持。