华东地区闪电活动与气溶胶之间关系的研究

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利用卫星观测闪电资料、地面闪电定位资料和卫星观测的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,简称AOD)资料,对华东地区闪电密度与气溶胶的时空分布、年际变化趋势、季节变化以及两者之间的相关性进行了初步分析,对南京地区闪电活动对气溶胶浓度变化的响应进行了主要分析。同时,通过对闪电密度与气溶胶的多元回归分析,对南京地区夏季闪电密度值进行了粗略预测。得到以下结论:(1)华东地区处于闪电密度和AOD高值区,且闪电密度与AOD的最高值主要出现在夏季。基于2002年至2011年卫星观测的月平均闪电密度和AOD数据,发现该地区闪电密度与气溶胶呈现显著的低度正相关(R=0.445)。(2)南京地区夏季年平均闪电密度降低可能与气溶胶的辐射作用有关,而气溶胶对云的微物理作用可能是正地闪比例(正地闪数/总地闪数)上升的主要影响因子之一。基于2002至2011年的观测数据,发现夏季月平均闪电密度与AOD呈明显负相关(R=-0.634),与此同时,地面气温、对流有效位能(Convective Available Potential Energy,简称CAPE)及雷暴日与AOD呈显著负相关(R=-0.748、-0.741、-0.744),表明南京地区大量的气溶胶可能通过辐射效应,致使地面温度降低,对流活动减弱,从而使得闪电活动降低。此外,基于2007至2011年的数据,发现南京地区夏季正地闪比例对AOD的变化具有较明显的正响应,说明该地区气溶胶微物理效应可能仍然存在,即气溶胶通过改变雷暴云中电荷结构分布,使得正地闪的产生概率增大。(3)利用南京地区夏季闪电密度与AOD的拟合结果,得出南京地区夏季年平均闪电密度的预测值为0.088-0.031X1(X1为AOD),此方程平均相对误差为13.99%,可以解释闪电密度40.2%的变差。
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