华北飑线系统中地闪活动与雷达回波顶高的关系及预警指标

选取代表华北地区经常出现的三类飑线系统——拖曳层状型（TS）、先导层状型（LS）、平行层状型（PS）的3次强雷暴过程为研究对象,利用天津塘沽多普勒雷达资料、京津冀ADTD型地闪监测网资料和北京探空资料,在对资料进行全面质量控制的基础上,运用粗网格化分析方法,分别以飑线系统整体和飑线系统上局部的强回波块为研究对象,探讨6分钟内地闪频数与雷达回波顶高的关系,找寻雷电预警指标。结果表明：3次过程中,出现在云顶达到8-12km对流云塔中的地闪频数分别为85.8%、78.9%和80.5%;无论是在飑线系统整体,还是飑线系统上强回波块中,6分钟内地闪频数与对流云回波顶高高于11km或12km的回波面积有正相关关系;而且在飑线系统内的地闪活跃区,回波顶高高于11km的回波面积对地闪活动激烈程度具有预警意义。

改进的雷达回波顶高、垂直积分液态水含量及其密度算法

鉴于新一代天气雷达回波顶高和垂直积分液态水含量产品的若干缺陷,提出其改进算法,并增加垂直积分液态水含量密度算法。改进的回波顶高算法通过极坐标方式将该产品的空间分辨率从4 km×4 km提高为1°×1 km,且通过垂直线性内插处理得到更精确的回波顶高值。改进的垂直积分液态水含量算法通过扩大计算范围(460 km)满足监视来自上风方向对流的需求,通过去掉18 dBz阈值的限制、提高空间分辨率(1°×1 km)以及保存未分等级的数据,从而提高其产品的精细化分辨能力,以满足监视初生天气潜在发展的需求。通过对比分析算法改进前后的回波顶高和垂直积分液态水含量产品以描述改进产品的优点,结果表明:改进后的回波顶高产品已无原产品中的锯齿状振荡;回波顶高值大于等于改进前的;改进的垂直积分液态水含量产品纹理更加光滑、结构更加精细。相比垂直积分液态水含量,垂直积分液态水含量密度更适合作为冰雹判别指标。

FY-2卫星反演的云顶高度与多普勒雷达回波顶高的关系初探

对主要用FY-2C/D卫星并融合其他观测资料反演的云顶高度与多普勒雷达回波顶高的关系作了初步探讨。通过对20个主要由积层混合云和层状云造成的降水个例总数万个样本的统计分析表明,卫星反演云顶高与SA型号雷达回波顶高存在较好的正相关关系,两者的关系对组合反射率因子的大小不敏感。卫星反演云顶高与小于18 dBz反射率因子对应的回波顶高比与18 dBz回波顶高更接近,这主要是由于FY-2C/D卫星和SA型号雷达探测和反演的原理不同造成,卫星云顶高反映的是积层混合云和层状云顶部云粒子的辐射特性,而回波顶高体现的主要是云中下部较大降水粒子对雷达电磁波的衰减。

雷达回波顶高(ET)产品在广西冰雹云识别中的应用研究

利用广西2009至2012年降雹样本资料和新一代天气雷达回波顶高(ET)产品,对广西冰雹云回波顶高变化特征进行统计分析,结果显示广西冰雹云的ET整体呈现明显的阶段性变化特征,降雹时间和ET值达到最大值时间基本一致。冰雹云量化识别指标分别为:2月份回波顶高≥8km且回波顶高与0℃层高度差36.1km;3-4月份回波顶高≥10km且回波顶高与0℃层高度差≥6.1km;5月份回波顶高≥13且回波顶高与0℃层高度差38.1km。降雹直径与冰雹云ET值和特征层高度差值成正相关关系,可作为估计降雹直径的一个重要参考依据。

滇西南一次人工增雨中C波段雷达回波演变分析

人工增雨是人为补充某些形成降水的必要条件,增加自然云降水,开发利用空中云水资源的有效途径。新一代天气雷达能及时探测降水系统的内部结构和发展变化情况,是指导人工增雨作业的有效工具。通过筛选滇西南多年的人工增雨作业数据,选取2022年4月20日西双版纳州一次效果较好的两点联合人工增雨作业数据资料,分析作业前后组合反射率、垂直累计液态含水量、回波顶高3种新一代天气雷达产品1 h内的演变特征,印证人工增雨作业效果,为今后的人工增雨作业提供数据参考。

平凉冰雹云回波特征分析

用大量实测冰雹云过程回波资料,根据地面降雹大小和灾情统计资料,分析了200多例不同冰雹云的回波顶高、回波面积随反射率Ze变化的回波特征参量和各高度层反射率强度分布结构模型。表明在不同的冰雹云过程中,Ze≥30dBz的回波特征参量有明显差别,用这些强回波特征参量对认识强对流云的演变过程和识别冰雹有较大优势。

2008年桂林降雪天气的雷达回波特征分析

2008年1月10日～2月5日桂林出现了一次持续的低温雨雪冰冻天气,通过对桂林新一代天气雷达资料降雪回波的特征进行了详细分析,总结出桂林市冬季降雪的回波特征,着重提出了"牛眼"的意义及在降雪量分析中的特征和风廓线产品对预报的指示作用,并对新一代天气雷达在降雪监测、降雪预报的应用方面进行了讨论,为南方降雪天气的雷达回波特征做一些总结。

福建古田地区人工降水试验效果的回波参量统计分析

本文根据1977—1978年、1980年和1982—1983年4—6月在古田试验区内观测的混合型云体的雷达回波资料,通过非参量性秩和检验方法,对非催化云和催化云作业后每隔10分钟的回波参量——最大回波顶高、雷达回波厚度、最大雷达回波强度——的演变以及它们之间的差异进行统计分析。结果表明:催化使得混合型云体的雷达回波厚度和最大雷达回波强度出现明显增厚、增强。

冰雹云的雷达回波特征及其演变分析

冰雹云的雷达回波特征及其演变分析王吉宏（沈阳区域气象中心研究所）张生利（鞍山市气象局）宫福久（沈阳区域气象中心研究所）１９９５年６月２３—２４日和２８日在辽宁省中部和南部地区，由于受高空切变线和地面冷锋天气系统的影响．出现了两次降雹过程．我们应用沈阳...

强雷暴天气的闪电和雷达回波特征个例分析

利用粤港澳闪电定位系统、广州多普勒天气雷达和自动气象站等资料,分析了2017年6月2日发生在广州市中北部的一次强雷暴天气过程的地闪变化特征及闪电与雷达回波特征的关系。(1)本次强雷暴天气是华南一起典型的以西南急流和切变线为环流背景的强对流天气过程。在整个雷暴生命史中以负地闪为主,占69.3%;正闪在雷暴发展的初始和结束阶段占比较大。(2)闪电频数分布与强雷达回波区域存在着较好的对应关系,闪电活动位置稍有提前,地闪频数峰值的时间比雷达回波峰值时间平均提前了11.1 min。(3)回波顶高是产生闪电的先决条件,闪电较多分布在回波顶高9~15 km范围内,地闪频数峰值落后于回波顶高峰值12~18 min。

不同下垫面雷暴雷达回波特征与地闪的关系

利用闪电定位资料和雷达资料,研究了宁波市城区、山区和海陆三种地区增强型雷暴的闪电活动特征,结果表明:城区增强型雷暴的≥50dBz组合反射率面积和≥9km、≥10km回波顶高的回波面积,以及山区增强型雷暴的≥45dBz组合反射率面积和≥12km的回波顶高的回波面积,这些指标与每6min地闪次数都有很好的相关性;而海陆增强型雷暴的≥10km回波顶高的回波面积与每6 min地闪次数的线性关系明显,相关系数高达0.916;3种增强型雷暴对地闪密度分布的影响各有不同,城区增强型雷暴会产生更多的地闪。

青藏高原东部地区雷暴及其地闪活动特征分析

为进一步了解青藏高原地区雷暴及其地闪特征,对 2013 ~2017 夏季( 6 ~8 月)青藏高原东部地区典型强雷暴过程的地闪和雷达资料进行了综合分析,重点研究了 24 次以负极性闪电为主的强雷暴过程,分析表明:所有雷暴最大回波顶高均超过 7 km,第一次地闪为正地闪的雷暴其组合反射率和回波顶高明显高于第一次地闪为负地闪的雷暴过程。以地闪极性和频数差异将雷暴分为负地闪雷暴、正地闪雷暴、多地闪雷暴三种类型。负地闪雷暴过程中闪电数量较少且大多发生在雷暴成熟阶段;正地闪雷暴过程中闪电数量在几十次左右,主要发生在成熟阶段后期和消散阶段;多地闪雷暴在初始阶段、成熟阶段和消散阶段都有闪电发生,但主要集中在成熟阶段和消散阶段。三类雷暴强反射率中心移动距离和移动速度也有不同,地闪数量多的雷暴比地闪数量少的雷暴有更长的移动距离,负地闪雷暴较正地闪雷暴有更快的移动速度。

贵州一次典型冰雹云单体回波多阶跃增特征分析

利用CINRAD/CD雷达资料、探空资料、冰雹灾情资料,对2018年4月21日贵州中西部一次多站次降雹天气过程冰雹云单体发展演变进行分析,结果表明:(1)西南涡、地面辐合线以及中等强度垂直风切是冰雹产生的有利环境条件;(2)冰雹云单体经历两次跃增阶段,一次跃增阶段属于递增型增长,最大回波强度和18dBz回波高度增长梯度分别为0.55dBz·min^-1、0.04km·min^-1,二次跃增阶段属于波动型增长,最大回波强度和18dBz回波高度增长梯度分别为0.07dBz·min^-1、0.02km·min^-1;(3)雷达回波移动较快,形态密实,边缘强度梯度大、具有有界弱回波区;(4)45dBz强回波在冰化区厚度(H45dBz-H-20℃)在一次降雹阶段后维持92min,为二次降雹阶段大冰雹增长创造条件;(5)垂直累积液态含水量最大值(VILmax)在跃增阶段呈现阶梯递增趋势,一次弱降雹阶段VILmax值没有过度消耗,二次强降雹阶段VILmax值迅速减小。以上结论可以为多站次降雹冰雹云监测预警、人工防雹、上下游区域联防提供技术参考。

一次强对流天气过程的闪电与雷达回波特征分析

利用贵州省三维闪电定位资料、C波段Doppler天气雷达资料及探空资料对2017年贵州一次强天气过程中闪电特征及雷达回波特征的相关性进行分析。结果表明:回波顶高与闪电频数的相关性优于回波强度与闪电频次的相关性;不同温度层上,≥30 dBz的回波面积与总闪频次和负地闪频次相关性都比较好,其中零度层高度上≥30 dBz的回波面积与总闪频次相关性最好,且多项式拟合效果优于线性拟合;最大回波强度、回波顶高以及30 dBz强度回波发展高度对闪电的发生具有一定的指示意义。

一次副高边缘局地大暴雨的诊断分析

利用常规气象资料及FY-2C气象卫星云图、多普勒天气雷达回波等,采用天气学诊断分析方法对2010年8月13日傍晚到夜里出现在太行山脚下河南焦作市一次局地突发性大暴雨过程进行了分析。结果表明,西风槽、副热带高压、中低层切变线、地面冷锋和暖倒槽是这次局地大暴雨的主要的天气尺度系统;强降水发生前,焦作已经形成了明显的能量锋区,且上干下湿的大气层结随着地面冷锋逐渐东南下,焦作触发了强对流天气;低层辐合高层辐散的散度场配置,增强了大气的抽气作用,导致暴雨区上空较强的垂直上升运动,从而有利于降水的加强,为暴雨的产生提供了动力条件;卫星云图上3个对流云团合并加强是造成焦作短时强降水的主要原因;雷达图上的反射率因子、回波顶高、垂直累积液态含水量产品对于强降水有很好的指示意义。

重庆铜梁雷暴大风雷达回波特征统计分析

本文利用铜梁地区2012~2021年的雷达资料配合大风的实况观测资料,根据雷暴大风的定义,筛选出18例雷暴大风天气个例,并详细分析每个个例中的雷达回波特征,得到以下结论:(1) 铜梁的雷暴大风过程基本发生在汛期(4~9月),8月是汛期发生雷暴大风频率最高的,9月份几乎不发生;(2) CR ≥ 50 dbz的最大组合反射率因子强度是雷暴大风(8级)产生的阈值,CR ≥ 60 dbz是产生9级以上雷暴大风的阈值;(3) ET值 ≥ 12 km可以视为雷暴大风发生的理论阈值,VIL值 ≥ 15 kg/m2是铜梁雷暴大风过程可能发生的阈值。

晋城地区冰雹天气的多普勒雷达回波特征分析

利用长治市新一代天气雷达CINRAD/CC的基本产品和导出产品,详细分析并归纳了晋城市冰雹雷达回波的识别特征。结果表明,冰雹云回波较高的基本反射率因子值、三体散射、垂直积分液态含水量跃增、中气旋、冰雹指数、垂直剖面产品中雹云的强回波核的结构特征可作为冰雹天气临近预报的重要依据。

雷达、闪电资料在典型雷暴单体中的应用

用闪电定位资料和雷达回波资料进行分析,即从雷达产品的4个参数与地闪频数的关系进行相关分析,分析结果表明:(1)反射率因子的回波面积大小和强回波中心的移动与闪电发生的时间、地点有很好的一致性。(2)闪电发生前最大回波顶高有明显的增大,闪电发生的位置和最大回波顶高的位置有很好的对应关系。(3)地闪频数的变化与VIL(垂直累积液态含水量)最大值的变化并不完全对应,但VIL最大值下降到25 kg/m2以下时,可以考虑作为雷暴消散的一个因子。VIL大值区的移动以及VIL大值区面积的变化与地闪频数的整体变化是一致的。(4)雷达VWP产品的无数据区破坏的时间提前于闪电的发生和地闪频数的增长,其恢复滞后于闪电消失。