中尺度对流系统常伴随强烈的雷电活动，对公众安全、航空运输及电力设施等构成严重威胁。雷暴起电和放电过程与云内冰相微物理过程密切相关，而冰晶繁生是导致云内冰晶数浓度远超冰核浓度的关键原因，也是冰晶快速增加的主要机制。然而，当前学界对不同冰晶繁生机制如何影响电荷结构尚缺乏系统认识。本研究在天气研究与预报模式中引入多种冰晶繁生参数化方案（包括凇附繁生、冰-冰碰撞破碎、冻结破碎及升华破碎），并耦合非感应和感应起电参数化及闪电放电方案，利用分档微物理方案模拟了我国东南部的中尺度飑线过程，同时设计不同气溶胶浓度敏感性试验，系统探究冰晶繁生对起电过程的影响。结果表明，冰晶繁生过程显著改变云内霰/雹和冰/雪粒子的数浓度与尺度，进而增强非感应起电率，使电荷结构由无繁生时的三极结构（中层正、上下负）转变为偶极结构（低层负、高层正），并增强电场强度和闪电频次。不同繁生机制的贡献因气溶胶条件而异：清洁环境下冻结破碎作用更强，污染环境下凇附繁生占主导，冰-冰碰撞破碎则在-10至-20°C区间较为活跃。气溶胶浓度增加和冰晶繁生过程都可显著增强闪电活动，但它们对电荷反转温度的影响相反。本研究强调，准确表征多种冰晶繁生机制及其与气溶胶的耦合作用，是提升雷暴起电和闪电数值模拟精度的关键。
 

中尺度对流系统,冰晶繁生,起电