2010年福建一次早春强降雹超级单体风暴对比分析

利用探空、地面资料以及建阳、龙岩、长乐三部新一代天气雷达资料,对2010年3月5日福建中北部地区5cm强降雹的两个超级单体风暴进行了对比分析。结果表明,干暖盖、强垂直风切变、中高层正涡度区及地面中尺度低压为超级单体的形成提供了良好的环境场。两个超级单体都是由多单体合并后发展起来的,在成熟阶段以右移为主,属长寿命右移风暴:第一个超级单体在发展过程中由于地形作用和新单体的并入经历了3次加强过程,低层出现明显的钩状回波、中高层三体散射特征;第二个超级单体经历了多单体风暴—超级单体风暴—多单体风暴3个阶段,成熟阶段低层呈现出明显的倒"V"形回波特征,中高层有明显向右伸展的云帖。两个超级单体风暴的中气旋都是由中层发展起来,随着中气旋强度不断加强和厚度加大,最强切变中心突降时出现冰雹、大风强对流天气。通过对第一个超级单体中气旋流场分析,发现风暴前、后侧的下沉气流与低层入流形成了明显的辐合旋转作用,下沉的干冷气流进一步推动低层的暖湿入流,形成强烈的上升气流,并在风暴顶形成强辐散,使得风暴长时间维持。第二个超级单体在风暴减弱阶段,风暴右侧出现中气旋分裂,之后减弱、消失。产生强对流天气时,中高层维持高反射率因子,出现三体散射现象、风暴顶强烈辐散以及较大的VIL密度等特征。

2010年3月5日闽北超级单体风暴雷达回波特征分析

利用福建建阳、龙岩、长乐三部新一代天气雷达资料对2010年3月5日闽西北产生强降雹的三个超级单体风暴的雷达回波特征进行详细分析。表明：三个超级单体的演变形式各有不同：第一个超级单体是以单体形式出现，经历了三次加强阶段；第二个超级单体是多单体合并后形成的，回波减弱后由于新单体并入而再次加强；第三个超级单体则是多单体风暴合并后形成超级单体在移动过程中不断加强，在产生强烈降雹后减弱消失的。在超级单体的成熟阶段中低层的有界弱回波区、其上的回波悬垂以及回波墙主体的垂直结构特征明显，并有中气旋伴随。同时分析了产生大雹的回波特征：-20℃高度上强回波值大于55dBz，表现为高质心的风暴结构；强的垂直风切变和正负速度大于38m／s的风暴项辐散；出现三体散射和旁瓣回波现象以及降雹单体在风暴成熟前期有明显的VIL值跃增的现象，风暴成熟阶段VIL密度平均大于4．9g／m^3。

通辽地区短时强降水天气的雷达回波判别指标

文章对各种雷达回波产品在短时强降水发生前一段时间内的表现特征以及探空资料进行分析,得出:雷达反射率因子产品的钩状回波、“V”形缺口和三体散射即“长钉状回波”、弓形回波、“人”字形回波(LEWP)或菱形回波等特征;径向速度图上明显的辐合场或辐合带特征、“中气旋”“逆风区”等特征;回波顶高、VAD风廓线产品、垂直积分液态含水量、中尺度气旋以及强度和速度的剖面图等都有指示意义的表征,并且通过这些特征总结出相应的量化指标,作为未来是否会有短时强降水出现的判断依据,应用到实际的短时临近预报工作中,以期提高短时强降水的预报预警能力。

华东一次极端冰雹天气过程雷达回波特征的比较分析

2005年6月14日到15日凌晨,受东北冷涡影响,华东出现了一次历史上罕见的冰雹天气过程,最大冰雹直径达15~18 cm,并伴有雷暴大风和龙卷。本文利用2005年6月14日08:00(北京时,下同)至15日08:00新一代多普勒天气雷达资料,统计分析了这次过程中江苏沭阳、江苏泗阳、安徽固镇三地极端冰雹的雷达回波特征,结果如下:(1)极端冰雹过程是由不同超级单体造成,由于环境CAPE、深层垂直风切变和低层相对风暴螺旋度都很强,导致三个超级单体都具有强中气旋,而强中气旋与环境相互作用导致向上的扰动气压梯度力,使得超级单体上升气流大大增强并强烈发展。(2)三地超级单体雹暴回波最大反射率因子超过70 dBZ,60 dBZ以上强回波持续时间超过3 h,60 dBZ最大高度超过11 km。比较而言,沭阳超级单体持续时间最长,泗阳超级单体回波强度最大,固镇超级单体雹暴60 dBZ以上的反射率因子垂直扩展高度最高。从上述雹暴例子初步得到线索:当最大反射率因子超过68 dBZ、60 dBZ回波扩展高度在10 km以上预示有极端冰雹出现。(3)有界弱回波区(BWER)或弱回波区(WER)以及位于其上的回波悬垂是超级单体雹暴的典型结构。泗阳雹暴显示有WER和宽广的回波悬垂,沭阳和固镇雹暴则显示出BWER和宽广的回波悬垂,固镇雹暴中气旋切变值的持续上升伴随着雹暴的强盛发展。(4)三个超级单体雹暴的垂直液态水含量(VIL)异常高,分别为88 kg·m^(-2)、102 kg·m^(-2)、89 kg·m^(-2),远超过6月大冰雹的VIL阈值65 kg·m^(-2)。固镇雹暴显示出强烈的风暴顶辐散特征,辐散速度差值最高达80 m·s^(-1)。(5)固镇雹暴出现近1 h的三体散射长钉(TBSS),沭阳、固镇雹暴出现旁瓣回波,都表明雹暴中存在大冰雹。

鄂西山区一次早春局地强冰雹过程分析

利用常规的地面、高空形势图以及雷达观测资料,对2017年4月15日发生在湖北恩施山区的一次局地性强冰雹天气过程的成因进行了分析。结果表明:锋前地面暖低压的热效应,加强了地面辐合和不稳定能量的积聚,使上干冷下暖湿的不稳定层结更加明显,地面辐合线和中低层切变辐合区的存在,为风暴单体形成提供了良好的环境条件;在中尺度辐合线动力抬升作用下,低层辐合上升触发了对流不稳定能量的释放,加上山区“喇叭口”有利地形的抬升作用,更激发了强对流天气的发展;此次强对流天气过程中,表现出了多单体风暴此消彼长的特征,在有利的大气环境条件和地形条件下,多单体风暴的发展加强,强风暴较长时间维持,是此次局地出现强冰雹的重要原因。雹暴单体的垂直结构反映出了低层入流、弱回波区、高强回波悬垂等典型特征,中层径向辐合和风暴顶辐散共同作用,有利于风暴单体得以维持和发展,也是造成局地冰雹天气的重要原因。单体风暴反射率因子较长时间维持在60dBz以上,并对应较大的VIL值出现;此次强冰雹天气,局地性强,影响范围小,其主要原因是0~6km垂直风切变不大,同时,中低层湿层浅薄,地面湿区明显偏南,仅在冰雹落区附近出现一个小范围的近饱和湿区,不利于风暴天气有组织的大范围发展。

广西2013年一次强冰雹天气诊断和预警特征

为了提升冰雹天气的短时临近预报和预警服务水平,本研究利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及多普勒雷达资料,对广西2013年一次强冰雹天气过程的环境条件和雷达回波结构特征进行分析。结果表明:500 h Pa高原槽和南支槽、低层切变线以及地面冷锋是此次强对流天气的影响系统。高空槽前正涡度平流、0~6 km强垂直风切变、较强的大气层结不稳定度、0℃层和-20℃层高度都有利于大冰雹的产生,强对流风暴发生在水汽强辐合区中。产生大冰雹的对流风暴为典型的超级单体风暴,具有低层钩状回波、有界弱回波区、三体散射(TBSS)及持久深厚的中气旋等特征。显著的三体散射回波、60 d Bz回波持续扩展到-20℃层高度以上、风暴顶强辐散这些判据可作为判别强冰雹的雷达特征指标。

内蒙古通辽地区冰雹天气的雷达回波判别指标

通过对内蒙古通辽市新一代天气雷达建站以来至2013年发生在通辽地区的冰雹天气过程,以及各种雷达回波产品在冰雹发生前一段时间内的表现特征以及探空资料进行分析可知:雷达反射率因子产品的钩状回波、"V"型缺口和三体散射(即长钉状回波)、弓形回波、"人"字形回波(LEWP)和菱形回波等特征,径向速度图上明显的辐合场或辐合带、"中气旋""逆风区"等特征,以及回波顶高,VAD风廓线产品,垂直积分液态含水量,中气旋产品,强度和速度的剖面图等都有指示意义的表征,并且通过以上特征总结出相应的量化指标,作为未来是否会有冰雹出现的判断依据,应用到实际的短时临近预报工作中,以期提高冰雹的预报预警能力。

2018年8月28日开鲁、奈曼多地短时强降水的雷达回波特征分析

对2018年8月28日通辽地区开鲁、奈曼境内多地短时强降水天气过程中,各种雷达回波产品在短时强降水发生前一段时间内的表现特征进行了分析,结果表明雷达反射率因子产品的典型弓形回波(或“人”字形回波(LEWP))等特征、径向速度图上明显的辐合场或辐合带特征、“中气旋”“逆风区”等特征和回波顶高、VAD风廓线产品、垂直积分液态含水量、中尺度气旋以及强度和速度的剖面图等都有指示意义的表征,这些指标能够为今后的短时强降水预报提供参考依据,应用到实际的短时临近预报工作中,以提高短时强降水的预报预警能力。