青藏高原上发生的雷暴云具有独特的对流结构和闪电活动特征，但由于观测手段的不足，高原雷暴云起电机制和电荷结构演化特征的研究仍然是一大挑战。中国科学院大气物理研究所强对流与雷电研究团队利用高精度甚高频闪电干涉仪、探空、雷达等先进的观测手段，开展了针对青藏高原中部地区夏季雷暴对流结构和闪电活动特征的综合观测。

研究结果首次获得了高原中部雷暴云中精细的闪电通道发展特征以及参与放电的电荷结构特征，揭示了高原雷暴的电荷结构演变特征及其与冰相微物理特征的关系。雷暴从初始阶段的“上负下正”的反偶极性逐渐发展为“正-负-正”的三极性的电荷结构，底部为大范围正电荷区（LPCC），该区域主要为暖区携带正电荷的软雹粒子。不同对流单体之间的合并导致了在LPCC上方形成了两个相邻的负电荷区，水平排列的两个电荷区同时参与了同一次闪电放电。

本研究基于放电通道可分辨的先进高精度闪电定位技术和创新的分析方法，进一步证明了Qie et al.（2005）提出的下部主导型雷暴电荷结构，表明了高原雷暴云起电的微物理机制，为认识全球不同雷暴云中的起电机制和冰相微物理特征提供了有力的支持。

该研究结果以“Charge structure and lightning discharge in a thunderstorm over the central Tibetan Plateau”为题发表在《Geophysical Research Letters》上，论文第一作者为刘冬霞，通讯作者为郄秀书。本研究得到了第二次青藏高原科考项目（2019QZKK0104），国家自然科学基金重点项目（42230609）的资助。

论文信息：Liu, D., Li, F., Qie, X., Sun, Z., Wang, Y., Yuan, S., et al. (2024). Charge structure and lightning discharge in a thunderstorm over the central Tibetan Plateau. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL109602. https://doi.org/10.1029/2024GL109602

Qie, X., Zhang, T., Chen, C., Zhang, G., Zhang, T., & Wei, W. (2005). The lower positive charge center and its effect on lightning discharges on the Tibetan Plateau, Geophysical Research Letters, 32, L05814, doi:10.1029/2004GL022162.

图1. 成熟阶段和消散阶段雷达反射率（上、中）与闪电辐射源（下）的分布。黑色椭圆代表负电荷区。红色区域代表正电荷区域。

图2.雷暴电荷结构演变和不同类型的闪电放电示意图。蓝色的“-” 和深红色 “+” 代表负电荷区和正电荷区红（蓝）代表 闪电通道，黑色点线代表环境温度。