双极性窄脉冲事件与雷暴对流强度相关性研究

【摘要】双极性窄脉冲事件（Narrowbipolarevents，NBEs）是近三十年才被发现的一种区别于常规闪电的特殊放电事件。其VLF/LF电场信号是一种持续时间仅为10μs左右、峰值与地闪回击相当的双极性脉冲，并伴随有强烈的VHF辐射。这类放电事件在地面和太空都能被探测到，通常孤立出现或作为常规闪电的起始事件发生。本文利用重庆三维闪电探测系统的观测数据，着重研究了西南地区雷暴中NBEs的发生特征，及其与常规闪电及雷达参量表征的雷暴对流强度之间的关系，特别对负极性NBEs对雷暴强对流的指示意义进行了分析。本文主要的研究结论有以下几个方面：（1）分析了西南地区雷暴中NBEs的分布特征。根据观测结果，该地区的雷暴中正、负极性NBEs的占所有NBEs的比例分别平均为81.1%和18.9%，绝大部分雷暴中正极性NBEs居多，负极性NBEs较少发生甚至不发生；只有少数发展极为强烈的雷暴中会产生大量的负极性NBEs，并且负极性NBEs的最大频次有可能超过正极性NBEs。NBEs的产生具有明显的季节特征，雷暴中NBEs的数量在5月份开始增多，9月份逐步减少，集中发生在6-8月份，并且在这三个月内负极性NBEs的比例也相对较高。负极性NBEs在8月份最为活跃，其占总NBEs的比例比其他月份高出13%以上，而且产生大量负极性NBEs的雷暴也主要发生在8月份。（2）NBEs与常规闪电的关系。雷暴中NBEs在时空尺度上的聚集性都强于常规闪电，且集中发生在闪电活跃的阶段及闪电密集发生的核心区域。负极性NBEs在时空尺度上的聚集性最为明显，集中于雷暴发展最强的时段和区域内。（3）以雷达回波参量来表征雷暴对流强度，分析了NBEs与雷暴活动的关系。统计发现，NBEs与40dBZ回波体积（V40）表征的雷暴强度之间并没有类似常规闪电的正比例线性变化关系，NBEs明显集中于雷暴对流发展强盛的时期，在对流较弱的阶段发生较少甚至不发生。相比正极性NBEs，雷暴中负极性NBEs的发生时段更短且集中在对流发展最强烈的阶段。产生较多负极性NBEs的雷暴往往对流发展越强烈。从水平分布结构来看，NBEs主要分布在40dBZ以上的强回波区内，负极性NBEs聚集在最强对流核心附近。在垂直分布结构上，正极性NBEs较好地对应于强回波核心的外围20-40dBZ回波区域，负极性NBEs位于发展极为强烈的对流核上方的云顶附近。雷暴对流发展越强烈，产生NBEs的可能性越大。负极性NBEs的产生对强对流的要求更高一些。（4）负极性NBEs对雷暴对流发展具有较好的指示意义。雷暴中负极性NBEs的首次出现往往对应着30dBZ和40dBZ最大高度的一次突增，而且在负极性NBEs发生的时段，反射率高度均维持在一定高度以上。雷暴中30dBZ和40dBZ最大高度越高、在较大高度上维持时间越长，负极性NBEs的产生几率越大。因此根据负极性NBEs的产生时间及数量可以推测雷暴云顶的发展高度及雷暴对流强度。雷暴中NBEs的产生及其放电高度与对流强度关系密切。正极性NBEs放电高度与上升气流变化具有明显的一致性，负极性NBEs出现在上升气流发展强烈的阶段。在一些发展极为强烈的雷暴中，强烈的上升气流有利于电荷分离并且抬升了电荷区高度，使得正极性NBEs放电高度平均高出普通雷暴1-2km，并使负极性NBEs频次大增甚至超过正极性NBEs，负极性NBEs与正极性NBEs每6min频次比可超出普通雷暴数十倍。可见，上升气流及雷暴电荷区高度是影响NBEs产生的一个重要因素。
【作者】刘莎莎；
【导师】董万胜；
【作者基本信息】中国气象科学研究院，大气物理学与大气环境，2014，硕士
【关键词】双极性窄脉冲事件；三维闪电多站探测系统；放电高度；雷暴强度；

【参考文献】
[1]胡文君.SHIBOR作为我国基准利率的有效性研究[D].安徽大学,金融学,2014,硕士.
[2]刘培刚.Web挖掘技术在电子商务中的应用研究[J].情报学报,2002,06:680-685.
[3]杨磊.抗日战争时期毛泽东党建思想研究[D].聊城大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2014,硕士.
[4]唐宇航,刘文涵,滕渊洁,钱俊青,马淳安.基于Nafion膜的柱层析纯化过程的电化学在线检测器[J].分析化学,2012,05:675-680.
[5]邱园园.语文教材文本解读策略的历史演进[D].鲁东大学,课程与教学论,2013,硕士.
[6]郭满.城镇化背景下农民工城市融入问题研究[D].沈阳师范大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[7]李蕾.高考英语听力测试对考生口语学习策略的反拨作用研究[D].鲁东大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[8]张雨华.青岛市普通中学有偿家教现象的调查与分析[D].山东师范大学,教育管理,2003,硕士.
[9]王谢宁.基于WebGIS实现多源空间数据集成管理的应用与研究[D].大连海事大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[10]宋先斌.替米沙坦对大鼠机械通气所致肺损伤保护作用的实验研究[D].桂林医学院,内科学,2012,硕士.
[11]孙涛.A Study on Translation of Wolf Totem from the Perspective of Rewriting Theory[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[12]唐健,王翔,何英杰,王成智,邹云屏.三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制[J].电力系统自动化,2007,19:59-63.
[13]李春霖.组织工程化人工食管的体外研究[D].吉林大学,外科学,2014,硕士.
[14]吴骏,齐郑,刘栋梁,高梯才.基于故障录波数据的小电流接地故障管理信息系统应用[J].现代电力,2005,06:65-68.
[15]尹云飞,钟智,黄发良.基于数据挖掘的模块评估法[J].计算机工程,2005,08:52-53+139.
[16]樊荣萍.网络环境下人本主义学习观的构建研究[D].燕山大学,英语语言文学,2014,硕士.
[17]林琪渊.高树彬教授“积常有”理论在小儿推拿治未病中的运用[D].北京中医药大学,中医儿科学,2014,硕士.
[18]李玉民.现代企业物流中心选址决策研究[D].浙江大学,2003.
[19]陈欢.面向垂直搜索引擎的聚焦网络爬虫关键技术研究与实现[D].华中师范大学,计算机技术,2014,硕士.
[20]周晓柯.云环境中虚拟机动态优化配置[D].太原科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[21]刘华容.磁控溅射LaNi_5薄膜氢敏特性研究[D].湖北大学,光学,2011,硕士.
[22]包德敏.维新派对日本的观察与借鉴——《时务报》日本报道及日本评论研究[D].华南师范大学,中国近现代史,2004,硕士.
[23]曾令泰.中国城市化道路转轨研究[D].湖南师范大学,区域经济学,2004,硕士.
[24]王一.企业会所建筑设计研究[D].南京大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[25]刘璐.行政自我评价法律制度研究[D].中国地质大学（北京）,法律,2014,硕士.
[26]杨兮.文理科大学生英语隐喻理解能力的对比研究[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[27]邵诗颖.大学英语教学中课堂活动配对方式的研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[28]王渊源.金山区环境质量与污染网络化监控与管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[29]于红俊.农村3-5岁幼儿延迟满足能力的发展研究[D].山西师范大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[30]胡正伟.自适应信号处理算法研究及FPGA实现[D].华北电力大学（河北）,通信与信息系统,2004,硕士.
[31]周涛,陆慧玲.基于Web的挖掘研究[J].齐齐哈尔大学学报,2003,01:63-66.
[32]王锋,佟东.论我国橡胶产业的对外依赖性[J].生产力研究,2015,02:47-48+67+161.
[33]赵煜.中国航天汽车有限责任公司国际化经营战略研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[34]肖新华.冬小麦—夏玉米轮作下灌溉农田水氮平衡的定量评价[D].中国农业大学,土壤学,2004,硕士.
[35]卢俊尹.基于CFD的舱室破损进水数值研究[D].华中科技大学,船舶与海洋工程,2013,硕士.
[36]黄金临.基于知识的冲压模具CAD系统的研究与实现[D].南京航空航天大学,航空宇航制造工程,2004,硕士.
[37]欧阳杰.我国高等院校突发公共事件应对机制研究[D].中南民族大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[38]唐松涛.DX旋挖挤扩灌注桩单桩及群桩承载机理及沉降研究[D].北京交通大学,2012.
[39]庄镇泉,李斌.数据挖掘技术[J].科学,2001,04:20-23+2.
[40]李帅.商标侵权认定标准的反思与重塑[D].西南政法大学,知识产权法学,2012,硕士.
[41]翟兆菁.基于电子政务视角的云南省道路运输网上审批模式构建研究[D].云南财经大学,公共管理,2014,硕士.
[42]范真祥,周旭章,龙永福,李义和.关于开设《综合化学实验》课程教学的思考[J].高等教育研究.1999(02)
[43]裴喜平,郝晓弘,陈伟,肖骏,王维洲,李恒杰.基于梯度下降法的单相幅相锁相环优化设计[J].电力系统自动化,2014,02:115-121.
[44]岳震.桡骨楔形截骨术治疗月骨无菌性坏死的三维建模及有限元分析[D].吉林大学,外科学,2013,硕士.
[45]高志勇.不同枕垫与颈椎病关系的分析[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[46]周浩.基于目的论谈《珍妮古道尔传》翻译策略[D].烟台大学,英语口译,2014,硕士.
[47]刘玉洁.19世纪末20世纪初美国的安置所运动[D].内蒙古大学,世界史,2014,硕士.
[48]马海民.VC及VE联合应用对红细胞保存质量的影响[D].河北医科大学,人体解剖与组织胚胎学,2014,硕士.
[49]胡煌鹤.莆田地区护工的用工需求和现状调查与对策[D].福建医科大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[50]宋广林.不同来源玉米自交系的籽粒品质研究[D].西北农林科技大学,作物栽培学与耕作学,2011,硕士.