西北太平洋热带气旋闪电时空尺度和光辐射能

周 鑫 张文娟 张义军 郑 栋

1)(中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室， 北京 100081) 2)(成都信息工程大学电子工程学院， 成都 610225) 3)(复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院， 上海 200438) 4)(复旦大学海洋气象灾害联合实验室， 上海 200438)

引 言

热带气旋是影响沿海地区的主要灾害性天气系统之一，它产生的狂风、暴雨、巨浪和风暴潮，给沿岸地区人民生命和国家财产安全带来严重威胁[1]。西北太平洋地区热带气旋生成较多，其中约80%发展成台风。台风造成途经沿海地区严重大风、暴雨、风暴潮等灾害[2]，因此加强西北太平洋区域热带气旋的研究和预报具有重要意义。很多观测和研究表明：热带气旋不仅存在独特的对流结构特征[3-5]，还常伴随闪电活动，且闪电活动与热带气旋的对流演变和强度变化密切相关[6-11]。

随着闪电探测技术的发展，针对西北太平洋热带气旋闪电活动特征已开展一系列研究。雷小途等[12]利用热带测雨(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)卫星上携带的闪电成像仪(lightning imaging sensor，LIS)探测数据，分析西北太平洋热带气旋闪电特征，发现眼壁、内雨带和外雨带普遍存在闪电现象，且闪电频数与热带气旋强度及其变化存在一定关系。热带气旋闪电密度具有三圈分布的特性，即内核和外雨带闪电密度较高，内雨带闪电密度最低[7,10]，强度较弱的热带低压和热带风暴中平均闪电频次相对较高[9-10]。杨美荣等[13]研究登陆我国的46个热带气旋发现，当强度达到强热带风暴等级后，气旋强度越强，平均闪电数量反而越少。Zhang等[14]分析登陆我国的33个热带气旋发现，随着强度等级的增加，闪电密度大值区从眼壁区域(0～60 km)转移到外雨带区域(180～500 km)。杨宁等[15]发现台风中心最大风速的发生时间多滞后于闪电频数的峰值时刻。Pan等[16]发现热带气旋登陆后对流活动增强，导致闪电活动增强。Kong等[17]利用全球闪电定位网数据研究发现，西北太平洋地区热带气旋闪电活动的频数和峰值分布与最大风速及其变化存在一定相关性。尽管有关西北太平洋热带气旋闪电的研究已开展多年，但大多集中在闪电频次或闪电密度的时空分布特征、闪电活动与热带气旋强度变化的关系方面，有关热带气旋闪电属性的研究鲜见报道。

闪电活动的表征参量除了闪电频次和闪电密度外，还包括闪电属性特征，即时间尺度、空间尺度和辐射强度等。闪电时间尺度指闪电的持续时间，空间尺度指闪电的延展距离和通道面积，辐射强度指闪电的电流和光辐射能等。研究发现，全球闪电属性最高值位于美国东部，最低值位于印度[18-20]。超级单体中闪电面积与闪电频次在空间上呈反相关关系，当对流活动相对较弱时，闪电倾向于具有更大的尺度或光辐射能[21-23]。利用TRMM卫星LIS闪电数据，一些学者对全球热带和亚热带中低纬度区域的闪电时空尺度和辐射能进行研究，指出二者均具有明显的海陆特征差异，并且与陆地闪电相比，海洋闪电具有更大属性值[18-20]。郄秀书等[24]通过分析全球13个地区的闪电光辐射能和持续时间之间的关系，发现二者平均值呈显著线性相关，说明放电强度大的闪电，持续时间也长，且光辐射能及持续时间表现出随闪电数量增多而减少的趋势。闪电频次、尺度和强度等闪电属性特征主要受雷暴动力过程影响。Bruning等[21]提出在雷暴弱对流或非对流区域，云中电荷结构更倾向于形成大电荷区，有利于大尺度闪电放电，但闪电频次较低；在雷暴强对流区，湍流混合极有可能将大电荷区分为相对较小的电荷区，电荷结构以正电荷区与负电荷区相互交错的分布形态为主，有利于产生频次高但空间尺度小的闪电活动。

为了认识热带气旋闪电属性特征，揭示其与陆地雷暴闪电属性的差异，本研究利用TRMM卫星LIS闪电数据，以西北太平洋热带气旋闪电属性特征为主要对象开展研究，包括以下内容：①西北太平洋热带气旋闪电的时空尺度和辐射能参量的分布范围，其与陆地雷暴闪电属性参量的差异；②不同区域(内核、内雨带、外雨带)、不同强度等级(热带低压、热带风暴、台风)热带气旋闪电属性的差异；③登陆前、后(即发生在海洋和陆地)热带气旋闪电属性的差异。研究以上问题有助于进一步认识热带气旋闪电活动特征及其所指示的强对流活动发生发展规律。

1 数据和方法

1.1 闪电数据

研究使用的闪电数据来源于美国国家航空航天局提供的TRMM卫星LIS闪电数据(https:∥ghrc.nsstc.nasa.gov/hydro/details/lislip)。TRMM卫星1997年11月发射，2015年停止观测。TRMM卫星轨道倾角为35°，2001年8月轨道高度由350 km抬升至402.5 km。LIS通过128×128像素的电荷耦合元件阵列探测闪电光信号，在地表的视野为500～550 km，空间分辨率为3～6 km，用于观测38°S～38°N范围内的闪电活动。戴建华等[25]研究表明:LIS全天的探测效率为(88±9)%，白天和夜间的探测效率分别为(73±11)%和(93±4)%。LIS闪电数据主要包括：事件，成像仪单个感应点探测到超过特定阈值的光脉冲；组，在相邻像素点上探测到的2 ms内1个或多个闪电事件的集合；闪电，由时间间隔不超过330 ms和空间间隔不超过5.5 km的1个或多个组组成，一般视为1次物理意义上的闪电；区域，空间间隔不超过16.5 km分离的闪电构成，近似认为是1个雷暴单体。本文使用LIS闪电数据中事件和闪电参量，时间为1998—2014年，闪电属性参量见表1。

表1 闪电属性参量Table 1 Lightning attribute parameters

1.2 热带气旋最佳路径数据

热带气旋强度和路径数据来源于中国气象局上海台风研究所整编的西北太平洋热带气旋最佳路径数据集。该数据集提供热带气旋每6 h(或3 h)的中心位置、中心气压、风速等信息[26]。利用线性插值法将最佳路径数据插值成逐小时数据，得到热带气旋逐小时的位置、强度等信息。根据中心最大平均风速，本文将热带气旋划分为3个强度等级：①热带低压等级(风速为10.8～17.1 m·s-1)，②热带风暴等级(风速为17.2～32.6 m·s-1，包括传统分类中的热带风暴和强热带风暴)，③台风等级(风速不小于32.7 m·s-1，包括传统分类中的台风、强台风和超强台风)。

本文研究对象为1998年1月—2014年12月每日18：00—次日06：00(北京时，下同)内TRMM卫星LIS在西北太平洋地区(0°～55°N，100°～180°E)探测的热带气旋(共362个样本)。由于极轨卫星的扫描特点，LIS无法持续探测热带气旋整个生命史的闪电活动，每个轨道监测大约90 s的独立热带气旋样本，1998年1月—2014年12月LIS共获得362个热带气旋的1305个独立样本，包括381个热带低压独立样本，555个热带风暴独立样本和369个台风独立样本。图1给出研究时间内LIS获得的西北太平洋所有热带气旋独立样本中心位置。

图1 1998—2014年LIS获得的西北太平洋热带气旋独立样本中心位置Fig.1 The center position of individual tropical cyclone overpass observed by LIS during 1998-2014

1.3 研究方法

以往研究表明：西北太平洋热带气旋闪电主要发生在距离中心500 km范围内[8,14,27]，因此本文将发生在距离热带气旋中心500 km范围内的闪电定义为热带气旋闪电，范围之外的闪电定义为非热带气旋闪电。将热带气旋在径向方向划分为内核、内雨带和外雨带3个区域，范围分别定义为0～100 km，100～200 km和200～500 km。

由于光学闪电信号的探测受到背景光辐射的影响，LIS在白天和夜间对闪电的探测性能存在差异。尤金等[28]发现LIS探测的闪电事件最小光辐射能在09:00—14：00 (白天)和18：00—次日06：00 (夜间)两个时段相对稳定。尽管如此，LIS白天时段的探测效率低于夜间，探测的闪电样本量较少，且白天受到光照影响，LIS探测的闪电属性值与真实值存在一定偏差[24]。为了尽可能避免这种影响，本文选择LIS探测性能相对稳定且样本量相对较大的夜间时段进行研究。此外，为保证LIS闪电数据的可靠性，将持续时间等于0 s或大于3 s，或延展距离小于4 km或大于1000 km的闪电剔除，该数据筛选方法与尤金等[28]一致。经过质量控制后，闪电数据样本共21363个。

根据研究目的本文将热带气旋闪电分为以下3类：①按照闪电发生的区域，分为海洋热带气旋闪电(海洋上热带气旋范围内的闪电)和陆地热带气旋闪电(亚洲大陆上热带气旋范围内的闪电，陆地区域不包括菲律宾、日本、台湾岛和海南岛等岛屿)，占比分别为74%和26%；②按照闪电发生时热带气旋所处的强度等级，分为热带低压闪电、热带风暴闪电和台风闪电，占比分别为27%，51%和22%；③按照闪电发生在热带气旋的区域，分为内核闪电、内雨带闪电和外雨带闪电，占比分别为7%，9%和84%。

2 热带气旋闪电属性参量及其分布特征

2.1 概率及累积分布特征

图2给出不同强度等级(热带低压、热带风暴和台风)热带气旋闪电属性(持续时间、延展距离、通道面积和光辐射能)的概率及累积概率分布。不同强度等级热带气旋闪电各属性均符合对数正态分布的特点，即大部分样本分布在闪电属性数值较小的区域，而小概率值覆盖较宽的闪电属性大值区，且概率随着属性值的增加而缓慢减小。热带气旋闪电的持续时间峰值位于0～0.1 s，延展距离峰值位于12～16 km，通道面积峰值位于100～200 km2，光辐射能峰值位于0～0.2 J·m-2·sr-1·μm-1。可以看到，热带气旋闪电属性峰值的分布与尤金等[28]揭示的西北太平洋海洋雷暴系统的闪电属性峰值分布一致，但与陆地雷暴系统存在差异。东亚陆地雷暴系统的闪电延展距离峰值区间位于8～12 km[28]，热带气旋闪电延展距离峰值落区大于陆地雷暴系统。由累积概率曲线可知，热带气旋强度越强，持续时间短的闪电样本概率越大。如在持续时间小于0.3 s的闪电中，台风所占比例大于热带风暴和热带低压；而当闪电持续时间大于0.7 s后，热带低压和热带风暴的比例超过台风。在延展距离和光辐射能方面，热带风暴累积概率曲线一直大于热带低压和台风，表明在热带风暴强度阶段，延展距离较小和光辐射能较弱的闪电样本概率相对热带低压和台风更大。

图2 不同强度等级热带气旋闪电参量的概率(柱状)及累积概率(曲线)分布Fig.2 Probability(the column) and cumulative probability(the curve) distributions of tropical cyclone lightning parameters at different intensity levels

图3是热带气旋不同区域(内核、内雨带、外雨带)闪电属性的概率及累积概率分布特征。内核、内雨带和外雨带各区域闪电的属性概率分布均呈对数正态分布的特点。热带气旋不同区域闪电的持续时间、延展距离、通道面积和光辐射能，其峰值分布区间与图2相同。由持续时间的累积概率分布曲线看到，内核位于内雨带与外雨带下方，表明内核中持续时间短的闪电样本概率小于内雨带和外雨带区域。在空间尺度(包括延展距离和通道面积)和光辐射能方面，累积概率分布曲线中外雨带位于最上方，中间是内雨带，下面是内核，表明离热带气旋中心越远的区域(如外雨带)，空间尺度较小和光辐射能较弱的闪电样本发生概率更大。

图3 热带气旋不同区域闪电参量概率(柱状)及累积概率(曲线) 分布Fig.3 Probability(the column) and cumulative probability(the curve) distributions of lightning parameters in different areas of tropical cyclone

热带气旋闪电属性各参量间均呈显著相关(均达到0.05显著性水平)：热带气旋闪电的延展距离和通道面积关系非常紧密(相关系数r=0.99)，闪电空间尺度和光辐射能关系也非常紧密(r=0.81)。闪电持续时间与闪电延展距离(r=0.58)、通道面积(r=0.33)以及光辐射能(r=0.36)之间相关较显著。Peterson等[18]和尤金等[28]也发现闪电持续时间与闪电空间扩展尺度以及光辐射能之间的对应关系较差。Peterson等[18]甚至指出，具有更长持续时间的LIS地闪，对应的回击电流强度偏弱。Zheng等[29]还发现随着闪电密度的增大，闪电持续时间和空间尺度最初均快速减小，但当达到某一闪电密度临界值时，闪电通道的空间尺度变化不大，闪电持续时间反而呈整体增长趋势。不同闪电放电物理过程的差异决定闪电通道时空形态特征之间关系的复杂性。闪电通道时空形态随季节、下垫面、母体雷暴类型、闪电类型等呈现出不同的变化特征，需要更加深入的研究。

2.2 热带气旋极大值闪电分布

将热带气旋闪电属性值前10%的闪电定义为热带气旋极大值闪电，统计不同分类条件下，热带气旋极大值闪电数量占该类闪电总数的比例(表2)。如计算热带气旋持续时间前10%的极大值闪电中发生在热带低压下的比例，需选择热带气旋闪电持续时间前10%的闪电，统计其中发生在热带低压强度等级的闪电数量，计算其占所有热带低压强度等级闪电的比例(11.32%)。由表2可以看到，在不同强度阶段中，热带气旋极大值闪电更易发生在弱强度等级的气旋中，即持续时间长、空间尺度大和光辐射能强的闪电在热带低压等级中占有最大比例(11.32%～13.31%)。台风等级中空间尺度和光辐射能大的极值闪电比例高于热带风暴等级，但持续时间长的极值闪电比例低于热带风暴。统计陆地与海洋极大值闪电的比例，按照闪电属性参量持续时间、延展距离、通道面积和光辐射能顺序，依次是9.46%，7.31%，7.25%，7.47%和10.08%，10.76%，10.81%，10.66%，表明海洋热带气旋极大值闪电发生在海洋的平均比例高于陆地，即持续时间长、空间尺度大和光辐射能强的闪电更倾向于发生在海洋(平均比例为10.08%～10.81%)。

表2 不同分类中热带气旋极大值闪电数量占该类闪电总数的比例(单位：%)Table 2 Proportion of the number of extreme lightning to the total number of lightning within tropical cyclones in different categories(unit:%)

在热带气旋不同区域，持续时间长和光辐射能强的极大值闪电易发生在内核(比例分别为18.13%和14.87%)，而通道面积大的极大值闪电易发生在内雨带区域(比例为10.55%)，外雨带极大值闪电所占比例最低。尤金等[28]发现西北太平洋地区持续时间长、延展距离大和光辐射能强的闪电倾向于发生在高度较高和面积较大的雷暴中。内核极大值闪电较高的比例可能表明热带气旋在海洋上某些特定发展过程中，内核的云顶高度更高、对流强度更强。

3 热带气旋闪电属性特征差异

3.1 热带气旋不同强度和区域闪电属性差异

为了分析闪电属性与热带气旋强度之间的关系，计算不同强度等级热带气旋4种闪电属性特征的平均值、中值和分布范围(图4)。由图4可见，闪电持续时间在热带气旋3个强度等级间无明显差异，在闪电空间尺度和光辐射能方面，热带风暴强度等级的闪电属性中值和平均值均低于热带低压和台风强度等级，为3个强度等级最小,表明:当热带气旋由热带低压逐渐发展成较为稳定的热带风暴和强热带风暴时，闪电属性特征值下降；当热带气旋进一步增强，达到台风强度等级时，闪电的空间尺度和辐射能量再次增强。西北太平洋热带气旋闪电活动和气旋强度的关系研究表明:处于热带风暴强度等级的热带气旋，其闪电频次最大，均大于热带低压和台风的闪电频次[9-10]。本研究显示热带风暴阶段闪电的空间尺度与光辐射能最小，这种光辐射能与闪电频次呈反相关的结果与以往研究一致[23-24]。

图4 不同强度等级热带气旋闪电属性参量(方框底部和顶部边缘分别表示第25和第75分位数；方框内水平线代表中值，菱形代表平均值)Fig.4 Lightning attributes at different tropical cyclone intensity levels(the bottom and top edges of the box denote the 25th and 75th percentiles,respectively；the horizontal line in the box denotes the median value,and the diamond denotes the average value)

热带气旋不同区域发生的闪电属性参数分布如图5所示。由图5可以看到，闪电的延展距离和通道面积在热带气旋的不同区域内无明显差异。但值得注意的是，与内雨带和外雨带相比，内核的闪电持续时间和光辐射能(包括中值和平均值)最高，说明内核闪电的平均持续时间最长，平均光辐射能最强。光辐射能中值在内核、内雨带和外雨带依次递减，表明随着闪电与热带气旋中心距离增加，闪电光辐射能逐渐减小。Zheng等[22]对一次陆地超级单体的观测研究发现，强雷暴倾向于产生持续时间短、光辐射能小的闪电。本研究发现，与内核相比，外雨带闪电的持续时间更短和光辐射能更小，一定程度上说明外雨带比内核和内雨带的对流活动更强。内核在特定阶段倾向于产生较强的对流活动，特别是在热带气旋快速增强和眼壁置换阶段[13]，会出现内核闪电爆发现象[14]。但从闪电属性总体分布推测，热带气旋内核的整体对流活跃程度较外雨带弱。闪电参量特征由雷暴中的电荷结构决定，电荷结构受云面积和对流强度共同影响。通常面积较大的云产生较大有效电荷区的可能性较大，但外雨带强对流引起的强烈湍流混合可能将大电荷区分成相对较小的电荷区[21]，从而使闪电特征参量值减小。

图5 热带气旋不同区域闪电属性参量(方框底部和顶部边缘分别表示第25和第75分位数；方框内水平线代表中值，菱形代表平均值)Fig.5 Lightning attributes in different tropical cyclone regions(the bottom and top edges of the box denote the 25th and 75th percentiles,respectively；the horizontal line in the box denotes the median value,and the diamond denotes the average value)

热带气旋的闪电属性与气旋强度变化有关。已有研究表明：热带气旋强度变化的不同阶段，闪电属性呈现出不同特征[30-31]。Duran等[30]对飓风Dorian(2019)研究发现，在增强和减弱过程中，内核均发生闪电爆发，且增强过程的闪电面积更大、能量更强。Ringhausen等[31]对飓风Harvey(2017)研究指出，外雨带闪电面积和持续时间的减小及眼壁闪电能量和闪电中包含事件数量减少，是热带气旋增强的前兆。

外雨带和眼壁区的闪电属性与热带气旋强度均呈负相关关系。随着热带气旋强度的增加，外雨带闪电数量增加，但闪电尺度减小。这是由于热带气旋增强时外雨带对流增强，强上升气流将电荷抬升到更高的高度。由于闪电击穿阈值随高度呈指数下降，因此相同电场下外雨带闪电更易发生。此外，强上升气流导致强湍流，湍流增加产生更小的电荷口袋区，从而在外雨带产生面积更小、但更频繁的闪电活动[31]。眼壁区闪电属性与热带气旋强度的负相关并不显著。当眼壁区闪电包含的闪电事件数量减少、闪电能量降低时，热带气旋将增强。模式研究发现当飓风增强时，眼壁内电荷区高度随时间下降，下层正电荷区与中间负电荷区大小相当，阻碍通道向地面传播，从而抑制地闪、有利于云闪的产生[32]。飓风增强时眼壁区云闪比例增加，闪电能量也降低，这是因为云闪比地闪尺度更小、平均能量更低，即云闪越多，眼壁区整体的闪电属性越小；从云中较低位置开始的闪电必须穿过更多的云层，散射增加导致到达云顶的光减少，因此卫星探测到的眼壁区闪电能量降低[31]。

上述研究表明:闪电能量和闪电尺度用于区分增强和减弱过程的闪电爆发，闪电属性可为热带气旋强度变化提供信息。静止卫星闪电成像仪能够对陆地和海洋闪电活动进行连续探测，因此可提供更多热带气旋闪电的有益信息。热带气旋闪电位置、闪电频次、闪电属性的变化有助于识别热带气旋强度和结构的变化，可辅助预报员对热带气旋增强进行有效判断。

3.2 海洋和陆地热带气旋闪电属性差异

图6为海陆热带气旋的闪电属性参量对比。由图6可以看到，陆地热带气旋和海洋热带气旋的闪电持续时间无明显差异，但在空间尺度和光辐射能上，海洋热带气旋的闪电属性均大于陆地热带气旋(包括中值和平均值)，即海洋热带气旋闪电通常比陆地热带气旋闪电的平均空间尺度更大、平均能量更强。热带气旋在海洋上整体对流活动较弱，导致其闪电的频次低、空间尺度大、光辐射能强。热带气旋登陆后对流活动加强[33]，闪电频次升高、闪电空间尺度减小、光辐射能减弱。该特征与其他非热带气旋雷暴系统闪电空间尺度和光辐射能属性的海陆差异一致[20,28]。

图6 海陆热带气旋闪电属性参量(方框底部和顶部边缘分别表示第25和第75分位数；方框内水平线代表中值，菱形代表平均值)Fig.6 Lightning attributes for tropical cyclones on land and ocean(the bottom and top edges of the box denote the 25th and 75th percentiles,respectively；the horizontal line in the box denotes the median value,and the diamond denotes the average value)

研究表明，闪电活动和形态属性存在明显海陆差异。陆地闪电频次和闪电密度高于海洋(平均闪电密度比约为10:1)[34]，但海洋闪电的平均时空尺度和能量大于陆地[18,35]。闪电的光辐射能在海洋和陆地也存在较大差别。海洋闪电的放电强度高于陆地，海洋每次闪击的平均光辐射能为陆地的两倍左右[19,24]。此外，闪电面积在陆地和海洋的可视性也存在差异。Peterson等[18]指出海洋闪电的平均照亮面积大于陆地闪电约30%。

闪电尺度与雷暴强度变化趋势相反，海陆闪电属性的差异与其母体雷暴的对流强弱有关。海洋雷暴对流强度弱于陆地雷暴。海洋雷暴水平尺度更大、发展更成熟，陆地雷暴具有结束更早、水平扩展更小的特点[20]。具有强对流特征的陆地雷暴倾向于产生频次高但时空尺度、能量较小的闪电，而具有弱对流特征的海洋雷暴虽然闪电频次相对较低，但倾向于产生时空尺度更大、能量更强的闪电[35]。

3.3 热带气旋与非热带气旋闪电属性差异

为了进一步分析热带气旋系统与非热带气旋系统的闪电属性差异，统计西北太平洋热带气旋闪电主要发生区域(20°～30°N，100°～123°E亚洲大陆地区和10°～35°N，106°～140°E海洋地区，不包括陆地和岛屿)内热带气旋与非热带气旋闪电属性。热带气旋闪电样本量为18111，非热带气旋闪电样本量为539037。表3是热带气旋闪电和非热带气旋闪电属性参量的平均值对比。由表3可见，非热带气旋系统的4个闪电属性特征参量与尤金等[28]统计的我国内陆和东部沿海区域的闪电属性值范围一致。可见，无论陆地或海洋区域，在闪电延展距离、通道面积和光辐射能方面，热带气旋闪电较非热带气旋闪电统计特征值更小。在持续时间方面，热带气旋闪电比非热带气旋闪电更长。由于非热带气旋系统的雷暴强度变化范围较大，因此本结果仅为统计意义上的平均结果。

表3 热带气旋闪电与非热带气旋闪电属性参量对比Table 3 Comparisons of attribute parameter for lightning in tropical cyclone and non-tropical cyclone

4 结论与讨论

本研究利用1998—2014年TRMM卫星LIS闪电数据，分析西北太平洋热带气旋的闪电属性(包括持续时间、延展距离、通道面积和光辐射能)特征，并从不同强度等级的热带气旋、热带气旋不同区域、海洋热带气旋和陆地热带气旋、热带气旋和非热带气旋4个方面对比闪电属性特征，得到以下主要结论：

1) 热带气旋闪电属性峰值分布与西北太平洋海洋雷暴系统分布一致，均符合对数正态分布，但与东亚陆地雷暴系统存在差异。热带气旋极值闪电更倾向于发生在海洋和热带低压强度等级。外雨带极大值闪电所占比例最小，内核闪电在持续时间和光辐射能的极大值比例最大，表明热带气旋在海洋上的某些特定发展过程中，内核的云顶高度更高、对流强度更强。

2) 不同强度等级(热带低压、热带风暴、台风)热带气旋的闪电持续时间无明显差异，热带风暴闪电的空间尺度和光辐射能均低于热带低压和台风，表明：当热带气旋由热带低压发展成稳定的热带风暴和强热带风暴时，闪电属性特征值下降；当热带气旋增强达到台风强度等级时，闪电的空间尺度和辐射能量再次增强。

3) 热带气旋内核的闪电持续时间最长、光辐射能最强，且持续时间和光辐射能随闪电与热带气旋中心距离的增加而逐渐减小，外雨带达到最小。在海陆差异方面，热带气旋闪电在海洋上具有比陆地上更大的空间尺度和更强的光辐射能。热带气旋登陆后闪电的空间尺度减小、光辐射能减弱。与非热带气旋闪电相比，热带气旋闪电延展距离、通道面积和光辐射能更小，但闪电平均持续时间更长。

TRMM卫星的极轨运行方式导致LIS探测的热带气旋闪电数据样本有限，且更大概率观测到外雨带闪电。由于LIS白天探测能力受限，本文仅使用夜间探测数据，因此需要积累更多数据以进一步完善热带气旋闪电属性特征的研究。同时，卫星闪电成像仪的聚类算法对闪电事件的判别设置固定的时间和空间阈值，阈值设置是否对部分闪电事件及其属性判定造成影响，也需要深入探讨。热带气旋与外部环境的相互作用，一定程度上具有陆地雷暴特点，但同时又受到涡旋动力约束，因此显示出独特的对流结构和闪电活动特征[8,14,36]。有关热带气旋闪电属性特征和影响因素、与其他海洋和陆地雷暴系统闪电属性的差异，需利用卫星、雷达等多种观测数据开展综合分析。