2008—2017年登陆海南岛台风引发陆地及其近海闪电特征分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2024.02.006

摘要/Abstract

摘要：

利用2008—2017年海南闪电定位监测网资料，统计登陆海南岛的台风，分析其引发的闪电活动特征，探讨海南岛岛上和近海台风闪电活动时空分布特征及其与台风强度和路径突变的关系，并对比台风登陆前后闪电活动变化。结果表明：南海夏季风与登陆海南台风闪电活动关系密切，冷空气活动越强闪电活动越弱，海温越强闪电活动越强。登陆台风闪电活动在夏季偏强，秋季逐渐减弱，春季最弱。闪电活动空间分布为台风中心的西北象限最多，东北象限其次，东南象限最少；台风中心北部多于南部，而北部中又以西北部多于东北部，东南部最少。闪电活动总体为台风移动方向左侧多于右侧，左侧中以左后方明显偏多。大部分台风中心在海上时的平均闪电频次大于陆地，少部分台风在登陆和出海阶段伴随闪电的爆发，部分台风登陆前后会产生闪电活动空间分布转换。登陆海南岛台风引发的在陆地及其近海的闪电活动强度与台风强度间无明显相关关系，闪电的爆发对台风登陆前的强度持续增强或维持有一定的指示作用。

关键词: 台风强度, 台风路径, 闪电活动

Abstract:

The data of Hainan lightning location monitoring network from 2008 to 2017 were used to analyze the characteristics of lightning activity triggered by typhoons landing in Hainan Island. The spatio-temporal distribution characteristics of lightning activity of typhoons on land and offshore in Hainan Island and its relationship with typhoon intensity and path change were analyzed, and the changes of lightning activity before and after typhoon landing were compared. The results show that the South China Sea summer monsoon is closely related to the lightning activity of typhoons landing in Hainan. The stronger the cold air activity, the weaker the lightning activity, and the stronger the sea temperature, the stronger the lightning activity. The lightning activity of the landing typhoon is relatively strong in summer, gradually weakening in autumn, and the weakest in spring. The spatial distribution of lightning activity was the most in the northwest quadrant of the typhoon center, followed by the northeast quadrant and the southeast quadrant. The typhoon center is more in the north than in the south, and in the north, the northwest is more than the northeast, and the southeast is the least. The lightning activity was more on the left side than on the right side of the typhoon moving direction, and the lightning activity was more on the left side than on the left side. The average lightning frequency of most typhoons is greater than that of land when the center of the typhoon is at sea. A few typhoons are accompanied by lightning outbreak during the landing and sailing stages, and some typhoons have spatial distribution conversion of lightning activity before and after landing. There is no obvious correlation between the intensity of lightning activity on land and offshore caused by typhoon landing on Hainan Island and the intensity of typhoon. The outbreak of lightning has a certain indication effect on the continuous enhancement or maintenance of the intensity of typhoon before landing.

Key words: Typhoon intensity, Typhoon path, Lightning activity

中图分类号:

P427.3

郭冬艳,陈红,陈有龙,翁小芳,林建兴. 2008—2017年登陆海南岛台风引发陆地及其近海闪电特征分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(2): 41-50.

Dongyan GUO,Hong CHEN,Youlong CHEN,Xiaofang WENG,Jianxing LIN. Analysis of lightning characteristics on land and its adjacent seas triggered by typhoons landing on Hainan Island from 2008 to 2017[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2024, 40(2): 41-50.

图/表 12

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参考文献 30

1	张文娟. 热带气旋闪电活动特征及其与气旋特性演变的关系研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2013.
2	Molinari J , Moore P K , Idone V P , et al. Cloud-to-ground lightning in Hurricane Andrew[J]. Journal of Geophysical Research, 1994, 99 (D8): 16665- 16676. doi: 10.1029/94JD00722
3	Samsury C E , Orville R E . Cloud-to-ground lightning in tropical cyclones: A study of Hurricanes Hugo(1989)and Jerry(1989)[J]. Monthly Weather Review, 1994, 122 (8): 1887- 1896. doi: 10.1175/1520-0493(1994)122<1887:CTGLIT>2.0.CO;2
4	Lyons W A , Keen C S . Observations of lightning in convective supercells within tropical storms and hurricanes[J]. Monthly Weather Review, 1994, 122 (8): 1897- 1916. doi: 10.1175/1520-0493(1994)122<1897:OOLICS>2.0.CO;2
5	Williams E R. Meteorological aspects of thunderstorms[M]//Volland H, Handbook of Atmospheric Electrodynamics, Volume 1. Boca Raton: CRC Press, 1995: 27-60.
6	Molinari J , Moore P , Idone V . Convective structure of hurricanes as revealed by lightning locations[J]. Monthly Weather Review, 1999, 127 (4): 520- 534. doi: 10.1175/1520-0493(1999)127<0520:CSOHAR>2.0.CO;2
7	王芳, 郄秀书, 崔雪东. 西北太平洋地区热带气旋闪电活动的气候学特征及其与气旋强度变化的关系[J]. 大气科学, 2017, 41 (6): 1167- 1176.
8	Zhang W J , Zhang Y J , Zheng D , et al. Lightning distribution and eyewall outbreaks in tropical cyclones during landfall[J]. Monthly Weather Review, 2012, 140 (11): 3573- 3586. doi: 10.1175/MWR-D-11-00347.1
9	潘伦湘, 郄秀书, 刘冬霞, 等. 西北太平洋地区强台风的闪电活动特征[J]. 中国科学: 地球科学, 2010, 40 (2): 252- 260.
10	王艳, 郑栋, 张义军. 2000—2007年登陆台风中闪电活动与降水特征[J]. 应用气象学报, 2011, 22 (3): 321- 328.
11	温颖, 赵阳, 赵果, 等. 我国东南沿海登陆台风闪电活动特征[C]//中国气象学会. 第32届中国气象学会年会S20第十三届防雷减灾论坛——雷电物理和防雷新技术. 天津: 中国气象学会, 2015.
12	惠雯, 黄富祥, 刘瑞霞. 利用风云四号静止卫星闪电成像仪监测台风闪电活动[C]//中国气象学会. 第35届中国气象学会年会S19雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛. 合肥: 中国气象学会, 2018.
13	Price C , Asfur M , Yair Y . Maximum hurricane intensity preceded by increase in lightning frequency[J]. Nature Geoscience, 2009, 2, 329- 332. doi: 10.1038/ngeo477
14	Marks F D , Shay L K , Bames G , et al. Landfalling tropical cyclones: Forecast problems and associated research opportunities[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 1998, 79 (2): 305- 323. doi: 10.1175/1520-0477(1998)079<0305:LTCFPA>2.0.CO;2
15	杨宁, 张其林. 西太平洋台风最大风速与闪电活动特征[J]. 大气科学学报, 2012, 35 (4): 415- 422.
16	雷小途, 张义军, 马明. 西北太平洋热带气旋的闪电特征及其与强度关系的初步分析[J]. 海洋学报, 2009, 31 (4): 29- 38.
17	周方聪, 高燚, 张廷龙, 等. 1409号超强台风威马逊闪电活动特征[C]//中国气象学会. 第32届中国气象学会年会S20第十三届防雷减灾论坛——雷电物理和防雷新技术. 天津: 中国气象学会, 2015.
18	余海, 张廷龙, 高燚, 等. "威马逊"台风影响下海南岛地闪活动和降水特征[C]//中国气象学会. 第32届中国气象学会年会S20第十三届防雷减灾论坛——雷电物理和防雷新技术. 天津: 中国气象学会, 2015.
19	韦昌雄, 张廷龙, 周方聪. 两次登陆海南岛的热带气旋闪电活动特征对比分析[J]. 气象研究与应用, 2016, 37 (4): 1- 4.
20	陈有龙, 郭冬艳, 李凡. 海南闪电监测定位系统资料检验和分析[J]. 气象研究与应用, 2010, 31 (1): 94-97, 后插二.
21	王凯, 周丽雅, 鞠晓雨, 等. 2011—2019年中国长江三角洲区域闪电时空分布特征[J]. 气象与环境学报, 2021, 37 (4): 100- 106. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.04.014
22	余田野, 王学良, 张科杰, 等. 2007—2019年湖北省地闪分布特征及雷电强度等级划分[J]. 气象与环境学报, 2021, 37 (6): 79- 85.
23	任照环, 李卫平, 曾宇, 等. 基于ADTD闪电定位资料的重庆市地闪特征分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38 (3): 144- 149.
24	柳艳菊, 丁一汇. 南海季风爆发前后大气层结和混合层的演变特征[J]. 气候与环境研究, 2000, 5 (4): 459- 468.
25	王艳. 卫星观测的中国近海及登陆中国台风中的闪电特征研究[D]. 北京: 中国气象科学研究院, 2009.
26	张莉萍, 李栋梁, 李潇. 气候变暖背景下南海夏季风建立和结束日期及与其强度的关系[J]. 热带气象学报, 2014, 30 (6): 1037- 1047.
27	Corbosiero K L , Molinari J . The relationship between storm motion, vertical wind shear, and convective asymmetries in tropical cyclones[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 2003, 60 (2): 366- 376.
28	Williams E R , Geotis S G , Renno N , et al. A radar and electrical study of tropical "hot towers"[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 1992, 49 (15): 1386- 1395.
29	张文娟, 张义军, 郑栋. 我国登陆热带气旋的闪电活动特征[C]//中国气象学会. 第28届中国气象学会年会——S13雷电物理、监测预警和防护. 厦门: 中国气象学会, 2011.
30	陈虹颖. ENSO对季风背景下南海台风生成的影响[D]. 湛江: 广东海洋大学, 2018.

序号	台风名称	绝对象限占比/(%)				相对象限占比/(%)
序号	台风名称	第一象限	第二象限	第三象限	第四象限	右前方	左前方	左后方	右后方
0801	浣熊	66.7^*	4.1	1.4	27.8	55.7^*	20.2	11.4	12.7
0817	海高斯	64.1^*	25.5	9.0	1.4	76.7^*	20.6	2.4	0.3
0905	苏迪罗	9.3	43.7^*	42.4	4.6	10.2	41.5	42.3^*	6.0
0913	彩虹	12.2	61.5^*	24.5	1.7	15.0	53.6^*	29.4	1.9
0917	芭玛	70.0^*	5.2	2.2	22.6	64.0^*	6.2	4.6	25.2
1002	康森	9.0	73.2^*	4.6	13.2	25.8	42.5^*	21.8	9.9
1108	洛坦	1.3	76.8^*	17.7	4.2	17.7	43.9^*	33.4	5.0
1117	纳沙	3.7	77.2^*	16.0	3.1	15.2	4.0	74.9^*	5.9
1119	尼格	41.3^*	13.0	34.8	10.9	23.5	14.7	41.2^*	20.6
1305	贝碧嘉	0.1	72.7^*	26.7	0.5	1.7	75.3^*	21.5	1.5
1409	威马逊	5.4	2.8	83.0^*	8.8	1.4	5.7	56.1^*	36.7
1415	海鸥	0.5	78.3^*	18.7	2.5	0.7	23.5	72.2^*	3.6
1508	鲸鱼	6.4	24.8	59.0^*	9.8	7.7	18.8	47.6^*	25.9
1603	银河	18.5	33.6^*	31.8	16.1	27.4	24.1	35.3^*	13.2
1621	莎莉嘉	66.4^*	5.2	15.7	12.7	44.8^*	26.1	18.7	10.4

序号	台风名	登陆前占比/(%)				登陆后占比/(%)
序号	台风名	右前方	左前方	左后方	右后方	右前方	左前方	左后方	右后方
0801	浣熊	52.9	38.2	0.0	8.8	57.8↑	6.7↓	20.0	15.6↑
0817	海高斯	63.5	33.3	3.2	0.0	79.8↑	17.6↓	2.2↓	0.4↑
0905	苏迪罗	9.6	42.2	43.1	5.1	15.1↑	35.5↓	35.5↓	14.0↑
0913	彩虹	1.2	69.1	28.9	0.8	19.3↑	48.9↓	29.6	2.3↑
0917	芭玛	12.5	12.5	62.5	12.5	66.3↑	5.9↓	1.9↓	25.8↑
1002	康森	27.6	41.7	21.5	9.2	8.7	50.3	25.1	15.9↑
1108	洛坦	23.6	44.5	29.7	2.1	1.1	42.2↓	43.6	13.0↑
1117	纳沙	15.2	2.6	78.0	4.2	16.2↑	27.0	24.3↓	32.4↑
1119	尼格	23.5	14.7	41.2	20.6	—	—↓	—↓	—
1305	贝碧嘉	0.8	80.9	17.3	1.0	5.1↑	54.7↓	36.7	3.5↑
1409	威马逊	3.5	12.9	47.2	36.4	0.1	1.5↓	61.5	36.9↑
1415	海鸥	0.6	25.6	73.4	0.4	1.1↑	5.9↓	62.4↓	30.6↑
1508	鲸鱼	15.6	29.5	34.6	20.3	4.0	13.8↓	53.8	28.5↑
1603	银河	32.3	20.6	42.5	4.7	18.2	30.6	21.9↓	29.2↑
1621	莎莉嘉	45.0	27.5	20.8	6.7	42.9	14.3↓	0.0↓	42.9↑