天气雷达三体散射长钉回波特征分析

利用2016—2020年中国中东部地区47个强对流个例中50部S波段多普勒天气雷达的基本反射率因子产品资料,在筛选出2626个样本的基础上,分析三体散射长钉(TBSS)特征。结果表明:TBSS在1.5 km和5 km高度附近出现频次最高;在2.4°仰角出现频次最高。TBSS主要出现在雷达静锥区边缘至雷达径向距离210 km范围,在距离雷达115 km附近达到峰值;TBSS在雷达极坐标系中呈现南多北少、西多东少的形势;当对流风暴移动方向与雷达径向方向的夹角大于30°时有利于观测到TBSS。TBSS回波强度在起始端径向向外0~15 km范围内迅速降低至5 dBz,15 km之后在-5~10 dBz波动,TBSS区域中70%以上为低于25 dBz的弱回波;99%的TBSS长度小于40 km,不同长度的TBSS形态符合正态分布。TBSS出现频次和长度与强回波的中心最高值和区域面积没有显著相关关系。

简述我国龙卷数值模拟研究的必要性

龙卷局地性、突发性强、致灾严重。2021年5月1日-8月30日,我国多地发生龙卷,期间捕获有本体移动视频素材的龙卷事件多达15起。其中2021年5月14日武汉9级龙卷风,因灾死亡5人,受伤218人。我国以往针对龙卷的研究主要针对龙卷的灾情调查、天气背景分析、雷达观测分析等。在龙卷的数值模拟研究方面,在未考虑资料同化的情况下,开展了高分辨的数值模拟、理想模拟;在采用资料同化的情况下,在较粗分辨率上分析了龙卷母对流单体特征。一方面我国对龙卷的数值模拟研究以及精细结构方面研究仍显薄弱,另一方面龙卷是强对流天气预报的难题,而提高我国龙卷数值模拟研究水平,能加强对龙卷内部精细化结构和其产生机制的研究的完善程度,与中小尺度对流系统预报模拟能力,两者互相促进、相辅相成。可见,加强我国龙卷数值模拟研究,有利于进一步提升强对流天气的预报准确度,提高防灾减灾能力,完善气象服务保障工作。

基于四维变分同化的“6·23”阜宁龙卷大涡模拟研究

应用WRF模式和四维变分同化方案(4DVar),进行2016年6月23日江苏省盐城市阜宁县EF4级超强龙卷大涡模拟研究。结果表明:NCEP/GFS预报场同化高频次地面观测和雷达风场资料能有效改进模式初始场,在阜宁附近模拟生成对流单体。在此基础上使用约100 m水平分辨率的大涡模拟,可以清晰模拟出超级单体的钩状回波和类龙卷涡旋结构。进一步分析模拟结果发现,对流有效位能和垂直风切变在天气尺度范围内均能达到有利于超级单体发生的阈值。有利于生成龙卷的高风暴相对螺旋度(SRH)集中在龙卷超级单体发生区域的风暴尺度范围内,且具有较好的指示性。尽管SRH的强度随模式分辨率有所提高,但其空间分布并无明显变化,在3 km水平分辨率网格已出现明显信号。