北京地区强对流天气雷达回波特征

通过近 2年的观测 ,收集了一些新的、不同类型的强天气个例的回波资料。对其中典型个例的分析可以得到北京地区的一些强天气的雷达回波特征。冰雹、雷雨大风回波高度高 ,达 1 2km ,暴雨过程回波高度仅 7km ;冰雹、雷雨大风这类强对流天气的雷达回波移动速度快 ,而局地暴雨的雷达回波移动速度缓慢。通过对多普勒径向速度图的分析 ,可以得出冰雹、雷雨大风与暴雨的动力结构有着明显的差异。

0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析

利用Doppler雷达、地面自动站、Profile垂直风廓线及GPS水汽分布等多种新型探测资料,对2006年7月9日夜间发生在北京西郊香山附近的局地大暴雨天气的影响系统和γ-中尺度强降雨落区形成的动力机理进行了精细分析。对雷达等本地多种探测资料的精细研究表明:地形辐合回波带是造成这次过程的主要影响系统。地形辐合回波带上中气旋回波块的滚动更迭是大暴雨落区形成的直接原因;近地面辐合对大暴雨落区强降雨的发生具有重要作用。大暴雨落区形成阶段近地面3种辐合同时存在:平原东南风与山区偏北风风向切变辐合、平原东南风在山脉阻挡作用下的抬升辐合、大暴雨落区中心的γ-中尺度气旋性辐合。研究还表明:山前近地面地形辐合扰动,向上传播,引发边界层扰动的动力过程是香山大暴雨落区形成的主要动力源,而来自东南方向近地面层的暖湿平流为大暴雨提供了有效的水汽和能量。

多普勒天气雷达径向速度图上的雹云特征

不同的强对流天气造成的灾害和社会影响差别很大。通过对北京地区2001年和2002年出现的32次降雹时伴随出现的天气现象分类和对雹云多普勒天气雷达径向速度场图像特征的分析统计,得出“大风区”、“中气旋”是经常出现降雹的多普勒径向速度图像特征。“大风区”常伴随出现强风冰雹,而“中气旋”则常伴随出现暴雨冰雹,这对于判别冰雹云产生什么样的天气现象是有指示意义的。

多普勒速度图暴雨判据和短时预报工具研究

对 38 2 4- C波段全相参多普勒天气雷达 1 995～ 1 999年径向速度场资料中逆风区进行统计分析 ,认为近距离逆风区可成为暴雨短时预报的一个有参考价值的判据。并给出人机交互识别逆风区工具的设计和实现方法。

用SA雷达产品对京西三次局地暴雨落区形成的精细分析

利用新一代Doppler雷达各种探测产品,对2006年6月底至7月上旬北京西郊香山、石景山、门头沟一带落区相同的三次局地暴雨和大暴雨过程,进行精细分析和研究。重点分析雷达探测产品对落区在同一地点形成的短时临近影响系统和指示意义。研究表明,发生在北京西郊山前、落区相同的三次局地暴雨和大暴雨,其雷达回波发展和演变形式各不相同。但三次过程强降雨前,近地面平原东南风和边界层偏西风的垂直风廓线结构在地形作用下对暴雨落区形成的影响是一致的:近乎与山脉垂直的平原近地面东南风长时间(6小时左右)维持,增加山前局地近地面温湿条件,并在北京西郊山脉阻挡下,形成山前近地面局地辐合和强迫抬升。山顶附近边界层的偏西风为近地面空气强迫抬升后在边界层的后卷辐散提供了有利条件。研究还显示,落区附近单体风暴、逆风区辐合带、中气旋等中小尺度回波系统的活动和发展,是暴雨落区形成的重要因素。

用地面加密自动观测资料对北京地区一次飑线过程的分析

利用北京地区S波段Doppler雷达和地面5分钟加密自动站资料对发生在北京地区的一次典型飑线过程进行分析。结果表明:(1)飑线影响时自动站气象要素出现风向突变、风速骤增、温度下降、气压陡升等突变;(2)降水和雷暴大风与地面涡度有很好的对应。降水发生的位置及其与正涡度区的距离的变化能预示对流单体未来的发展趋势;(3)地面水汽通量(P)能直观地反映雷暴单体的地面出流,地形辐合线以及低层水汽输送等中小尺度特征。雷暴单体地面出流造成的正水汽通量与地形引起的正水汽通量的合并以及低层的东风配合加强了山前的辐合和抬升作用,是此次过程中雷暴在山前地区得到发展并造成局地强降水以及雷暴大风的主要原因。利用地面水汽通量制作雷暴发展潜势预报有意义。

利用加密探测产品对“06731”北京奥体中心局地暴雨结构特征的精细分析

利用2006年吊装完成投入业务运行的北京南郊S波段新一代Doppler雷达探测产品及北京地区自动站地面测风和雷达风廓线等每6min一次的多设备加密探测资料,对2006年7月31日上午发生在奥林匹克公园(奥体中心)附近的局地暴雨进行精细分析。结果表明,发生在奥林匹克公园附近,尺度15km左右,时间2h的局地暴雨是一次典型的雷暴单体影响过程。造成暴雨落区的雷暴单体源自北京西郊的地形回波带。这个地形回波带由多个中γ尺度中气旋回波块构成。研究表明,这些中气旋回波块的生成首先从近地面开始。中气旋回波块与雷暴单体的发展与近地面辐合,激发边界层扰动的动力过程分不开。

奥运气象服务中的短时预报及预警

2008年奥运会和残奥会期间,北京正值盛夏和主汛期,天气系统复杂多变。为北京奥运会提供"有特色、高水平"的一流气象服务,采取了"滚动天气会商,跟进式服务"的方案。在短期预报的基础上,加强短时临近预报。在工作中应用了"临近天气预报业务系统(BJ-ANC)"、"短时临近交互预报预警平台(VIPS)"等新型系统平台和资料,为奥组委和公众提供了准确的精细化预报。尤其是局地突发性天气,如强降水、雷暴和强风等天气的短时临近预报,及时提供精细化服务,为比赛避开不利的天气时段、抓住降雨间歇时段,使比赛得以顺利进行。优质的气象服务受到中央领导和奥组委官员高度评价。

北京局地降水中地形和边界层辐合线的作用

利用常规气象资料、雷达、风廓线和地面自动站资料,分析2007年7月两次局地对流天气过程发现,7月13日的局地短时暴雨是由低层东南风遇山脉抬升后产生的;7月10日的局地对流是由边界层辐合线触发形成的。利用风廓线可以判断天气形势和本站气象条件的变化。利用雷达回波图和地面自动站可以识别边界层辐合线。在考虑北京地形的同时,利用雷达严密监视天气,有望提高这类局地对流天气的预报、预警能力。

北京地区一次局地暴雨过程的诊断和中尺度分析

利用NCEP1°×1°的格点资料分析了2007年8月1日北京地区局地暴雨过程的大尺度环流背景,并用FY2C卫星逐小时的TBB资料,结合自动站资料分析了局地暴雨的发生时段和落区,同时对过程发生期间雷达回波的演变特征进行了分析。结果表明:在高空西来槽和东北低涡的环流形势下,有利的不稳定层结和高低空动力配置条件下,3个对流云团共同影响,在城区合并后南压造成了这次局地暴雨过程;边界层东南气流的水汽输送、城市下垫面的热力作用以及冷暖空气的剧烈交绥,是城区和南部地区出现强降水的主要原因;过程中降水的强度与TBB低值中心相对应,降水的分布与TBB值大梯度区也有较好的对应关系;对流系统在城区合并、移动缓慢、维持时间长造成了北京城区和南部地区的短时强降水。

区域性雷雨大风预报

本文使用５４５１１站２００ＨＰａ风速的１／８值定义了人地面到２００ＨＰａ垂直气柱上单位质量气体的平均动能大小的相对值，并与该层的风向相结合，进行天气的数值分型，同时用６、９月和７、８光选指标，制作了北京地区６－９月区域性雷雨大风０－１２小时预报 ，在１９９４年这段期间投入业务试用，获得了较满意的结果。