“12·14雷打雪”过程的闪电特征及成因

2023年12月14日在山西和河北南部、河南北部、山东西部出现一次大到暴雪过程，并伴随频繁的闪电活动。利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代大气再分析（ECMWF Reanalysis v5，ERA5）资料以及闪电、大气电场仪、双偏振多普勒天气雷达等观测资料对此次“雷打雪”天气过程进行详细分析，得到以下研究结果：（1）此次“雷打雪”是一次明显的高架对流天气过程，低层一直存在逆温层，850~600 hPa为显著的暖湿平流，925 hPa以下近地面东北风形成的“冷垫”楔入到条件性对称不稳定层结下方，抬升暖湿空气，触发对流天气，释放不稳定能量，产生较强的上升运动。（2）降雪过程的雷电活动比较活跃，闪电频数高达99次·（10 min）^-1，云闪和地闪比例为1.7∶1，正地闪的占比为19.4%。此次“雷打雪”天气过程的闪电空间分布和走向与强降雪落区表现出良好的一致性，闪电密集区域对应强降雪区域，74%的暴雪站周围30 km范围内出现闪电，100%的大暴雪站周围30 km内发生了闪电。（3）高空正K_DP区域与地面降水率的增大密切相关。总闪电与6 km等高层雷达回波的空间一致性很好，基本分布在大于20 dBZ的云区内，闪电落区的回波顶高几乎都在5 km以上。雷达发现在5~8 km的高度范围出现Z_DR和K_DP的正值区，揭示云内存在明显的垂直上升运动和过冷却液态水，存在良好云内起电条件，结合地面电场观测资料和闪电资料，推测此次降雪云系的电荷结构为上正下负的电荷结构。