华南前汛期（4—6月）常见的“双雨带”天气现象，通常由锋面暴雨和锋前暖区暴雨组成，其中暖区暴雨强度更大、致灾性更强。然而，暖区暴雨的触发机制复杂，常发生在弱天气尺度强迫背景下，数值模式对其模拟和预报能力长期不足，成为业务预报的难点之一。以2018年5月7日福建一次典型双雨带过程为例，福建沿海地区出现极端特大暴雨，表现出对流强烈、局地性强、降水强度大、持续时间长的特征。此次过程为一次锋前暖区暴雨组织发展，并与南移锋面降水合并的典型个例。多家业务数值模式对该过程预报效果不佳，尤其对沿海暖区极端暴雨完全漏报。

数值模式初值中缺乏中小尺度对流信息，尤其是深对流信息，是制约强降水预报准确率的关键因素。闪电资料与雷暴对流活动密切相关，对深对流系统具有良好指示性，因此，闪电资料同化成为提升强降水数值预报能力的重要手段。

本研究基于甚低频/低频（VLF/LF）三维闪电探测系统获取的闪电数据，构建以闪电频数-相对湿度-霰混合比统计关系为核心的三维变分同化方案，并在 1 km云分辨尺度上实现与中尺度模式的耦合。以2018年5月7日福建双雨带过程为典型个例，设计了“是否同化”“不同时段同化”“不同参数组合”三组共9个敏感性试验。结果表明，闪电资料同化显著改善了福建省内陆东南向移动的切变线暴雨带和沿海东北向移动的暖区暴雨带的模拟效果，尤其大幅提升了暖区暴雨的模拟能力。其机制主要在于：同化闪电资料后，沿海地区相对湿度、云微物理量显著增加，超低空西南急流中的风向和风速辐合增强，从而促进了暖区暴雨的发展。

定量评估显示，12小时累积降水TS评分显著提高，漏报率和空报率明显降低。中雨、大雨、暴雨乃至大暴雨的模拟均有明显改善；逐1小时降水的TS评分也有所提升，正影响可持续12–18小时。多例试验进一步证实，闪电资料同化在0–12 h累积降水的所有阈值（≥0.1、1、10、25、50、100 mm）均稳定优于无同化方案，表明闪电同化在快速更新循环同化预报系统中具有良好的应用前景。

该研究得到福建省自然科学基金等项目的支持，发表在Atmospheric Research（2025，323，108164）上，论文第一作者为厦门市气象局/厦门市海峡气象开放重点实验室王叶红正研。同时，该研究相关成果获得了国家发明专利和软件著作权。

成果信息：Yehong Wang, Yuchun Zhao*. A Numerical Study on the Impacts of Lightning Data Assimilation upon the Simulation of a Double Rainband in Fujian, China. Atmospheric Research, 2025，323，108164. http://doi.org/10.1016/j.atmosres.2025.108164

图1  2018年5月7日（a）00:00–23:59（北京时间，下同）总闪电频次及（b）01:30–02:30（红色符号）与07:30–08:30（蓝色符号）两个时段的闪电定位分布，其中“＋”表示正闪，“·”表示负闪。图（b）中蓝色三角为闪电监测站，依次代表武夷山（WYS）、泰宁（TN）、宁化（NH）、武平（WP）、政和（ZH）、南平（NP）、永安（YA）、龙岩（LY）、德化（DH）、平和（PH）、福鼎（FD）、福州（FZ）、平潭（PT）、崇武（CW）、厦门（XM）和东山（DS）。

图2 观测（a）及控制试验CTRL（b）和闪电同化试验L0702&0708（c）模拟的2018年5月7日09:00—8日08:00 经向平均（117°E—120°E）逐1 h降水量的纬向—时间演变图（单位：mm）

图3 （a）控制试验CTRL和闪电同化试验（b）L0702、（c）L0708、（d）L0702&0708预报5月7日09:00—20:00逐1 h累积降水量在不同降水阈值的TS评分以及（e）L0702、（f）L0708、（g）L0702&0708试验减CTRL试验的TS评分差值