基于雷达回波特征和物理量场特征的彝良县冰雹天气预警方法研究

利用彝良县2013—2022年冰雹天气的常规资料、探空资料以及雷达资料等,对发生在彝良县冰雹天气的背景、雷达回波特征以及物理量场等进行深入分析。对该地区冰雹发生前的雷达回波特征和物理量场特征进行统计分析,彝良县冰雹的定量预警指标雷达回波特征参数特征为:最大回波强度>60 dBz,回波顶高>10 km,物理量场特征参数为:θ_(se(850~500))≥6.48℃,沙氏稳定度指数(SI)≤1.2℃,这些指标可作为该地区冰雹天气预警的重要参考。

威宁一次降雹过程的雷达回波特征分析

文章利用威宁新一代天气雷达观测资料,结合常规气象观测资料,对2019-08-13下午出现在威宁的一次冰雹天气过程进行了分析。结果表明,500 hPa上的偏北冷气流与700 hPa上的西南暖湿气流形成的上冷下暖的不稳定结构是发生此次冰雹过程的主要原因;降雹时回波强度、垂直累积液态含水量并未达到最大值,降雹后回波强度、垂直累积液态含水量进一步增强后才逐渐减弱消散;强中心回波强度达60 dBZ和垂直累积液态含水量跃增可作为冰雹发生的重要指标。

四川盆地雷暴大风雷达回波特征统计分析

采用2009—2018年地面、高空、闪电定位、多普勒雷达资料统计出四川盆地的34次雷暴大风过程,并根据冷空气参与情况及500 hPa影响系统将其分为五种类型:混合性大风类(Ⅰ类)、深厚低槽(低涡)后部类雷暴大风(Ⅱ-1)、低槽(切变)东移类雷暴大风(Ⅱ-2)、副热带高压西侧切变类雷暴大风(Ⅱ-3)和东风扰动类雷暴大风(Ⅱ-4)。统计分析了五类过程中发生雷暴大风站点对应的雷达回波特征,包括:对流组织类型、雷达回波强度、回波顶高、垂直液态水含量、中层径向辐合、风暴移动速度、回波质心下降、低仰角风速大值区和辐散。结果表明,82%的雷暴大风站点具有风速大值区,不同类型的雷暴大风过程还有其他不同的雷达回波特征,这些特征大多可提前10 min以上。另外,当站点出现中层径向辐合、辐散、回波强度大且伴有强梯度或回波类型为飑线时,也要考虑大风是否出现。

冷空气侵入台风“珍珠”的多普勒雷达回波特征

利用汕头和厦门的多普勒雷达资料、NCEP再分析等资料,研究2006年5月17日台风"珍珠"的短时特大暴雨特征。多普勒雷达探测表明,17日18～19 h,在台风"珍珠"的核半径附近,正、负径向速度极值区分布不对称,即台风前进方向左侧的径向速度明显地大于右侧,研究表明这种特殊情况是由于冷空气(东北风)侵入所导致的,而且该冷空气侵入主要位于4 km以下的中低层,正是因为冷空气侵入造成强迫抬升,加剧不稳定能量释放,触发强降水产生,冷空气影响后期导致台风迅速减弱。与雷达速度场回波观测到的冷空气侵入相对应,17日18 h NCEP风速资料显示在中低层(约1～3 km)台风中心偏西侧,存在明显的全风速高值区,而除了受冷空气影响部位外,台风前进方向的右侧各层风速仍然大于左侧。利用蓝金模式模拟结果,可进一步证实了在台风前进方向左侧的中低层,东北向气流侵入台风涡旋的事实。通过计算物理量表明,在冷空气侵入区域存在高θse密集锋区,θse密集带从底层向高层、由偏东向偏西、由偏南向偏北方向倾斜,闽南地区的特大暴雨就发生在高θse的密集锋区附近。

河北省雷暴大风的雷达回波特征及预报关键点

应用河北省石家庄新乐CINRAD-SA雷达资料对2006—2008年河北省中南部地区262个站雷暴大风的雷达回波特征进行统计。分析发现,雷暴大风的主要雷达回波特征有弓形回波、阵风锋和径向速度大值区,出现其中一个或多个特征均可发布雷暴大风预警。根据以上雷达回波特征能够对66%的雷暴大风发布预警,34%的雷暴大风仅仅依据雷达资料无法预警,其中孤立块状回波占39%,带状回波占61%。弓形回波仅占雷暴大风的19.8%,能够观测到的阵风锋回波仅占16.8%,65.3%的雷暴大风观测到径向速度大值区,径向速度大值区是雷暴大风最重要的雷达回波特征。径向速度大值区的形成一般早于弓形回波和阵风锋回波,依据径向速度大值区可更早发布雷暴大风预警。

青藏高原一次冰雹强对流天气过程的诊断及雷达回波特征分析

利用青藏高原第三次科学实验的C波段双偏振雷达(C-POL)的观测资料、ERA-Interim 0.125°(纬度)×0.125°(经度)气象再分析资料、常规气象探空资料,对2014年7月30日午后发生在西藏那曲地区的冰雹强对流天气过程进行了天气诊断及雷达回波特征分析。结果表明:1)此次冰雹强对流过程发生在有切变线伴随的高原低涡东移过程中,低涡尾部前倾的切变线为这次冰雹的发生提供了动力、水汽条件。2)强对流天气的水汽输送主要来自从孟加拉湾、印度及尼泊尔翻越喜马拉雅山脉的水汽,强对流发生前水汽输送显著增加,低层水汽集中在400 hPa以下,有明显的辐合及垂直输送。3)那曲400 hPa以下为假相当位温随高度递减区,也是水平辐合及垂直上升运动的重合区,有明显的对流不稳定能量集聚及动力抬升条件。4)雷达回波图上可看到,此次强对流天气主要由局地新生的多个中γ尺度孤立对流单体造成,其移动路径与切变线前西南气流一致。大部分单体水平尺度不大,生命史短,但仍有部分单体强度大,生命史较长。局地气流辐合扰动会导致新的单体产生,单体的发生、发展及维持离不开低层气流辐合提供的动力条件。5)在距离高度显示图上表现出了弱单体雹云特征,雹云云顶伸展至16 km,高于夏季平原地区普遍对流云高度,但未突破对流层顶,0℃层远低于平原地区,为深厚强对流降水;强降水中心位于云团下部,即有降雹也有降水,降雹以霰粒为主;垂直方向存在强烈的入流和上升气流,悬挂回波出现在入流上升气流之上,中层辐合区的气流下沉区对应降雹区;中层辐合区与上层的高空辐散区配合导致对流风暴的垂直增长和强烈发展。

两次不同类型暴雪的雷达回波特征分析

利用常规天气资料和雷达资料对辽宁省2次不同影响系统暴雪过程的雷达回波特征及成因进行分析。结果表明:倒槽暴雪和蒙古气旋暴雪的雷达回波特征存在明显差异。倒槽暴雪时速度零线总体呈直线经过测站,风廓线上偏北风冷垫厚(1.5 km),强冷空气南下形成的强动力和持续降温作用触发降雪,虽然低层强冷空气下沉不利于降雪维持,但中层西南风增强和南北风径向辐合造成的辐合上升运动使得降雪维持并产生暴雪;在倒槽暴雪中,冷垫最厚、中低层西南风速最大提前于强降雪5 h,对暴雪预报预警有先兆意义。蒙古气旋暴雪降雪时速度零线由明显的"S"型迅速转为反"S"型,虽然风廓线上东北风冷垫浅薄,但由于降雪过程中总体维持偏南气流,有利于气旋暴雪产生;暖空气沿边界层冷垫的爬升增强了边界层动力作用;基本速度的旋转特征,表明冷暖空气交汇,辐合上升运动加强,当基本速度总体呈现偏北气流特征时降雪接近结束,这和倒槽暴雪明显不同,倒槽暴雪降雪时基本速度始终维持偏北气流特征。

云南对流性大风天气的潜势预报及雷达回波特征

为提高云南省对流性大风短时临近预报水平,使用历年大风日数和上百个对流性大风个例的探空、雷达资料,分析了T-lnp图、对流参数和雷达回波特征,总结提炼云南省对流性大风的预报预警指标。结果表明,非对流性大风和对流性大风具有不同的时空分布特征。非对流性大风受大尺度系统影响,主要出现在冬春季节,滇东、滇中和滇西北影响最重。对流性大风多受中小尺度系统影响,主要出现于夏季,呈现局地性特征。对流参数、T-lnp图在对流性大风的潜势预报中有一定指示意义。雷达产品在对流性大风的临近预报中有较好的反映。回波顶高和垂直累积液态水含量在对流性大风发生前和发生时的跃变特征是预警对流性大风发生的关键因子,可提供6~12min的提前预警时间。

强对流天气雷电参数和雷达回波特征个例分析

分析2003年4月12日发生在江西省中北部的一次强对流过程的多普勒天气雷达探测资料和同时期的雷电参数结果发现:雷电参数对强对流天气反映更加敏感,雷电密集区的移动反映出强对流单体的移动趋势;雷电频数变化预示着强对流的不同发展阶段;根据雷电极性的变化,可判断强对流的种类。因此,结合雷达回波、卫星云图等资料,雷电参数可用于强对流天气的监测预报。雷电参数为强对流天气的短时预报增加了一种新的监测预警依据和手段。

山东半岛冷流暴雪雷达回波特征

利用烟台多普勒雷达资料,结合天气形势,对2005年12月3—7日和2008年12月3—6日山东半岛北部的冷流暴雪过程进行了分析研究。结果表明:东北冷涡造成强冷空气频繁,在对流层低层山东半岛存在强冷平流,海面温度和低层大气温度的较大温差造成了低层大气不稳定;渤海和黄海北部海区为降水提供了丰富的水汽;冷流暴雪产生在对流层低层辐合、中层辐散的上升运动区,上升运动厚度浅薄;特殊地形造成中尺度海岸锋,对暴雪的产生起到增幅作用。回波高度和强回波高度与低层散度、0～2 km风切变和低层温度差等环境参数有较好的对应关系。850和925 hPa辐合越强,0～2 km切变越大,低层温差越大,越利于回波发展。回波源地在雷达站北部渤海海峡区域;强降水时段回波呈带状分布,回波移动方向与带状长轴方向基本一致,致使降雪维持时间较长;回波强度基本在25～35 dBz之间,高度在3 km左右;径向速度图上可分析出明显的中尺度系统——海岸锋,海岸锋的摆动决定了陆地上暴雪的落区,海岸锋靠近海岸线(10 km以内)降水偏西,主要集中在半岛北部沿海的中部地区,海岸锋远离海岸线(距海岸线10～40 km)降水偏东,主要集中在半岛北部沿海的东部地区。

山东暴雨雷达回波特征分析

利用１９８１－１９９１年４１个区域性暴雨过程￣＊的７１１型雷达实测资料，分析了暴雨雷达回波的主要特征及其演变规律，并揭示了回波的演变与暴雨落区的关系。对提高暴雨短时预报的准确性有一定的参考价值。

诱发山洪泥石流特强暴雨的中尺度雨团活动和雷达回波特征

山洪泥石流灾害具有突发性，按天气尺度划分属于中尺度系统。本文用中尺度分析的方法分析了诱发山洪泥石流特强暴雨雨团和雷达回波特征，从而揭示出山洪泥石流特强暴雨雨团的活动规律和雷达回波演变特征，寻找诱发山洪泥石流灾害的预报依据。

乌鲁木齐南山山区夏季云和降水及雷达回波特征

根据 2002年夏 季 6～7月 在 乌鲁 木 齐南 山山 区的 雷 达观 测 资料 ,对 回波 的 特征 值以 及回 波 的形 态 和演 变特 点进 行 了分 析 。

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...

一次飑线过程的多普勒雷达回波特征分析

2003年4月12日一条飑线袭击了江西、福建、浙江，所到之处出现冰雹、大风等强烈天气，这次过程强度强，维持时间长，影响范围大，三省交界及附近区域有二十几个站出现冰雹、大风，冰雹直径大的达3．2cm，最大风速达32m／s。建阳新一代天气雷达对这次过程进行了跟踪观测．探测到飑线的演变过程及强度场、速度场上强风暴单体的有界弱回波、人流缺口、中气旋等特征和降雹前后一些产品的参数变化．分析这些产品的演变特征有助于今后强对流的监测及临近预报。

苏北地区超级单体风暴环境条件与雷达回波特征

利用江苏3个探空站、5部CINRAD/SA型多普勒天气雷达、地面常规与加密自动站等观测资料,分析2005—2009年苏北地区72个超级单体风暴发生的环境条件和多普勒天气雷达回波特征。探空和地面资料分析表明,苏北地区超级单体风暴可以产生在差别相当大的环境条件下:强降水超级单体通常产生在对流有效位能较高和垂直风切变中等的环境下,经典超级单体更多地产生在对流有效位能较高和垂直风切变较强环境下;产生大冰雹和(或)雷暴大风的超级单体,无论是经典还是强降水型超级单体,其环境特征均为0℃层、-20℃等温线高度较低,850—500 hPa温差较大,低层露点不高;产生龙卷特别是F2级以上强龙卷超级单体环境特征常常表现为低层(0—1 km)垂直风切变大、850—500 hPa温差相对较小、抬升凝结高度低、低层露点高,这类超级单体在产生龙卷的同时也常常伴有短时强降水甚至极端短时强降水。多普勒天气雷达资料分析表明,苏北地区超级单体具有持久的中气旋、回波墙和有界弱回波区或弱回波区结构,可以产生大冰雹、龙卷、短时强降水和下击暴流等强对流天气;超级单体的类型主要有经典超级单体、强降水超级单体以及强降水超级单体组成的复合风暴。经典超级单体一般为孤立风暴,中气旋多数情况下位于其右后侧(相对于风暴移动方向),低层有明显的钩状回波和入流缺口,入流缺口之上存在宽大的有界弱回波区,其上有强反射率因子组成的风暴核,最强的反射率因子可达75 dBz;强降水超级单体前侧有入流缺口和旁边粗胖的凸起部分与中气旋相伴,与经典超级单体的钩状回波在形态上区别明显,同样存在有界弱回波区或弱回波区,中气旋环流中有明显的降水回波;强降水超级单体组成的复合风暴内中气旋一般位于其前侧,主要结构与强降水超级单体相似,生命史较长。超级单体结构属性分析表明,绝大多数情况下,苏北地区超级单体风暴的最大反射率因子为55—76 dBz,基于单体的垂直累积液态水含量(VIL)为35—90 kg/m^2,垂直累积液态水含量超过60 kg/m^2时风暴有可能产生大冰雹,特别是在4—6月,冰雹直径随着垂直累积液态水含量的增大而增大,因此,垂直累积液态水含量季节性高值可以用来辨别产生大冰雹的超级单体;绝大多数情况下,中气旋旋转速度大于15 m/s,直径在3—10 km,持续时间超过40 min;中气旋的底越低,直径越小,产生龙卷的可能性越大。

西宁市“8.25”暴雨天气雷达回波特征分析

本文利用新一代天气雷达产品对2007年8月25日西宁市出现的暴雨天气的回波特征结合高空影响系统进行了分析。结果表明:巴尔喀什湖槽底分裂的弱冷空气、两高之间的切变线、西太平洋副热带高压边缘较强的西南暖湿气流三者共同影响造成了这次强降水天气过程;局地发展的对流回波加强并合并、含水量充足的对流云团在一地相继经过并产生"列车"效应时有利于暴雨天气的发生。

甘肃河东地区不同环流形势下短时强降水的雷达回波特征分析

为了尝试建立天气尺度环流分型与中小尺度雷达特征的衔接,本文基于2010-2015年15次区域性短时强降水天气过程,提炼总结了甘肃河东地区高原槽东移型、副高边缘型、西北气流型3种主要的短时强降水环流形势配置,并分析了不同环流形势下中小尺度系统雷达回波结构、演变的共性特征。结果表明:(1)高原槽东移型的雷达回波常为NNE~SSW走向的中β尺度层积混合带状回波,与700 hPa冷式切变线右侧的低空急流轴走向和位置较为一致。带状回波多在陇东南地区形成,偏南风低空急流对其传播方向产生重要影响,使其在陇东南维持3~4 h,多则5~6 h,常伴有“列车效应”。回波质心低,暖云降水为主,降水效率高。(2)副高边缘型的雷达回波常为NE~SW走向的中β尺度窄带状回波,位于略比700 hPa冷式切变线超前的地面锋线附近。往往在冷空气侵入到甘肃中部地区时生成,随着冷锋快速的由西北向东南方向移动,移至陇东南附近时,逐渐演变为具有高原槽东移型的雷达回波特征,但其向东南方向的移动速度相比高原槽东移型快。(3)西北气流型的雷达回波较为分散,局地性很强,主要是中γ尺度块状回波,主要有短生命周期的单体生消和多个单体组织、合并、加强两种形式,对流单体的发展较前两类更旺盛,属于深对流型。

一次超级单体的雷达回波特征分析

利用万州和重庆两部多普勒天气雷达,对2010年5月6日凌晨重庆地区出现的强对流天气中一个造成严重灾害的风暴进行了分析。结果表明,该风暴具有超级单体特征,在反射率因子上出现了三体散射、有界弱回波(BWER)、悬挂回波,相应的径向速度图上出现了逆风区和中层径向辐合(MARC);另外,液态垂直累积含水量(VIL)跃增,三体散射、中层径向辐合等多普勒雷达回波特征均可为大风冰雹临近预警提供有价值的信息。

新疆短时强降水天气系统环流配置及雷达回波特征

利用2010—2018年新疆105个国家站、1240个区域自动站逐时降水资料及8部多普勒天气雷达资料,从预报业务应用角度提出新疆短时强降水过程定义并遴选468次短时强降水过程,分析短时强降水影响系统环流配置和雷达回波特征。结果表明新疆短时强降水的影响系统主要有中亚低槽(涡)、西西伯利亚低槽(涡)、西北低空急流。造成新疆短时强降水的对流风暴主要有合并加强型、列车效应型和孤立对流单体型,其中合并加强型最多,占45.1%,孤立对流单体型占34.8%,列车效应型最少,占20.2%,且各区域对流风暴的影响比例也有一定差异。南疆短时强降水过程中多普勒雷达最大反射率因子强度(Z max)、强回波中心顶高(D max)、回波顶高(ET)、最大垂直累积液态水含量(VIL)预警阈值小于北疆,且伊犁州最大,阿克苏最小,伊犁州短时强降水以低质心回波为主,其他区域则为低质心和高质心回波。