西太平洋地区台风强度与闪电活动特征分析
摘要
最近的统计研究表明,在近几十年中,台风的强度呈现上升趋势。而闪电活动与对流活动的微物理和动力学过程有着密切的联系。当系统内上升气流速度大于10m/s 时,就能够建立起足够强大的电场。有研究指出,当台风中上升气流速度突破20m/s 时台风的强度将快速增强,同时台风中的闪电活动也会出现明显的增长。系统中的起电是由多种降水粒子参与的,为了使空间中的电荷分离,需要有冰粒子与软雹粒子进行碰撞。两者间的碰撞摩擦使电荷发生转移,经过重力分离作用形成正负电荷区。当分离出的电荷足够多时,就产生了发生闪电的必要条件。台风强度增强时系统内的闪电数发生爆发式增长,可能是由于此时系统内更加高效的起电机制所导致的。故闪电的发生可以反映系统内对流活动的活跃程度,闪电活动的频繁程度对台风强度发展具有一定的指示意义。本文利用全球闪电定位网(WWLLN)获取的闪电定位资料和中国气象局上海台风所提供的台风定位数据,在以台风中心为原点780km 为半径的范围内。分析并统计了 2005-2010 年间在西太平洋洋面上发生的55 次台风过程中闪电活动特征以及闪电频数与最大风速的相关性。西太平洋地区属于台风高发区域,从该区域中得出的结论能具有一定的代表性。研究结果表明:虽然台风系统中闪电频数低于陆地对流系统,但系统内的闪电活动总体来说仍然比较频繁。在西太平洋台风系统中发生的闪电大致有三个高发区,分别位于距台风中心20-40km 的云墙区、280-340km 与440-580km 的外云带中,闪电在径向距离上的分布呈现出明显的三圈结构。台风系统内的闪电数在台风强度增强阶段激增,闪电活动在这一时期非常活跃呈现爆发状态。而在台风强度减弱阶段,系统内闪电活动较少,变化较为平稳。多数台风闪电频数与风速的变化趋势存在一致性,台风中心出现最大风速的时刻往往滞后于闪电频数峰值出现的时刻,滞后的时间一般处于0-24 小时内, 平均滞后时间为26.6 小时。因此,台风中闪电活动的频繁程度对24 小时内的台风强度发展具有一定的指示意义。