基于3种方法的福建天气雷达探测环境评估与分析

【目的】我国新一代天气雷达组网探测仍然存在较大盲区,特别是对低层大气的覆盖情况缺少评估。该文旨在研究福建省雷达对低层大气的探测情况,以辅助补盲雷达站址选择。【方法】利用SRTM高分辨率地形数据,采用3种方法,对福建省8部SA天气雷达0.5~3.4°仰角的探测环境,从单站范围、雷达探测重叠度、组网覆盖范围等方面进行分析,其中方法1、方法2、方法3分别基于射线海拔高度不同、射线与地形高度差不同、馈源以上高度不同,对一定高度区间的雷达覆盖情况进行评估。【结果】从业务角度出发评估低层大气探测环境,方法1和方法2的评估效果更优,以方法2为例,分析在盲区新建雷达的补盲效果,结果表明盲区主要位于闽中、闽西南和闽北地区。【结论】补盲雷达若位于靠近福建省界的闽西南区域,能最大程度新增0~2 km高度雷达波束覆盖面积,经计算得出新增面积可达15 000 km2以上。

环境因素对海-气界面低频异常声透射的影响研究

针对海中声源在海-气界面低频异常声透射问题,根据两层媒质声传输模型,分析了大气声速和密度与气压、气温、湿度及海水中声速和密度与海温、盐度间的关系,研究了低频声透射和传输受温度、气压、盐度、湿度等因素的影响,分析了各因素对声透射和传输的影响程度.结果表明:1)声透射到大气中的声功率与气温、湿度负相关,与海温、盐度、气压正相关;2)单极子与水平偶极子声源辐射到海中的声功率与海温、盐度负相关,而垂直偶极子声源辐射到海中的声功率与海温、盐度正相关;3)声透射指向性与海温正相关,与气温负相关;4)低频声透射受温度影响最大,其次是盐度,受气压和湿度影响较小,垂直偶极子声源的声透射受温度影响大于水平偶极子和单极子声源.

龙岩市2018年6月10日一次暴雨过程分析

利用常规气象观测、NCEP再分析资料、雷达和风廓线资料,分析了龙岩市北部2018年6月10日一次暴雨过程的成因。结果表明,受高空槽结合热带低压环流东移影响,低层有不稳定层结和冷空气侵袭,中层有暖湿气流加强,龙岩处在湿度和能量高值区,10日凌晨产生了锋面暴雨。暴雨区水汽和散度的辐合层增厚,低层偏南区域有水汽和散度辐合中心、正垂直螺旋度中心,500hPa有上升运动中心和负垂直螺旋度中心,高层有散度辐散中心。暴雨区位于925hPa湿位涡斜压项的正值中心前侧。低层锋生函数水平变形项的正值中心对指导暴雨落区有一定参考意义。列车效应和850hPa低空急流有利于强降水产生,且低空急流指数增加能反映大暴雨区雨量的增长。低空急流下边界下降到1.5km,厚度增加时间持续,急流指数达到0.01s-1,有利于判断急流的发展和暴雨的生成。

福建西南部一次特大暴雨的双偏振雷达特征分析

利用龙岩S波段双偏振天气雷达,对2019年5月16日发生在福建西南部的特大暴雨过程进行了分析。结果表明:(1)南支槽东移、低空西南急流维持,以及低层中小尺度切变线和地面辐合线的南压是此次暴雨的主要影响系统。低层高能高湿,高层辐散、低层辐合,为强降水的发生提供了充足的水汽和热力条件。特大暴雨落区发生在切变线南侧及低空急流和超低空急流的左前侧。深厚的湿层配合较弱的垂直风切变,雨滴不容易蒸发,有利于产生高效率降水。(2)速度图上多次出现弱的中气旋或尺度较大的涡旋,并伴随着两次切变线南压过程,尤其是第二次切变线后部深厚持久的中气旋给连城北部造成局地特大暴雨。强回波右后侧新生回波单体发展合并加强形成了持续短时强降水过程,存在明显的列车效应。对流单体在地面辐合线附近生成,并移入西南气流辐合区及不稳定能量大值区,使回波加强发展,产生强降水,这是对流系统稳定维持的重要原因之一。低空急流峰值较降水峰值提前1~2 h出现,对强降水有一定的预报参考意义。(3)差分相移率(KDP)是指示强降水的最典型指标,KDP和强降水对应非常好,大范围的KDP指示了强降水的影响时间和降雨强度。最大降水强度时,KDP值大于4°/km,对应差分反射率因子(ZDR)值也达到4~5 dB,说明极端强降水中心的降水雨滴直径大而且数浓度相当大。整个强降水时段内,相关系数CC一直保持在0.93~0.99。径向剖面显示多普勒速度的上升气流区,ZDR柱、KDP柱指示强上升气流对应的过冷水滴集聚区。

龙岩市2018年1月一次暴雨过程分析

利用常规观测资料、NCEP1.0°×1.0°再分析资料和多普勒雷达资料,分析了2018年1月6~8日福建省龙岩市一次冬季暴雨过程。结果表明,该暴雨过程为高湿低能持续性降水,大气层结稳定,水汽源自西北太平洋,副高位置在90°E以东对其输送水汽至福建有利。700h Pa水汽辐合区及600h Pa上升运动区和暴雨落区较一致。低层急流辐合对6日后期~7日前期降水起到决定作用,700h Pa风速辐合剧烈;8日前期降水受低层切变南压和急流维持影响。暴雨与风向长时间辐合、低空急流以及锋面过境带来冷暖空气交汇联系紧密。

龙岩市近30年寒潮气候特征统计分析

寒潮是重大气象灾害性天气之一,对农业生产、人民健康等会产生较大威胁。该文选用龙岩市7个县(市、区)1990—2019年逐日地面气象观测资料,利用最小二乘法线性回归分析1990—2019年30年龙岩市寒潮的气候特征。结果表明,龙岩市全市性寒潮每年平均出现0.8次,且呈现波动性下降的趋势,最多为一年4次,发生在1992年;长汀站以平均每年发生2.6次寒潮居龙岩市单站寒潮首位;11—12月为龙岩市寒潮盛期,北部地区寒潮次数多于南部,龙岩市各站均以48h寒潮为最多。龙岩市出现寒潮并伴有降水(含雨、雪、雨凇)的概率为70.8%,且倾向于2—3月因寒潮造成日降水量较大,寒潮过程期间多为偏北风。

龙岩一次致灾性大暴雨过程分析

利用NCEP再分析资料和雷达资料对2017年6月2日龙岩市大暴雨过程进行分析,结果表明,暴雨是在低涡切变和锋面南压的环流形势下,由切变附近发展的中尺度对流系统带来的短时强降水造成。强降水带主要位于切变南侧的风速、风向辐合区。低空急流维持、冷暖气流交汇、低层辐合、不稳定层结及“列车效应”是暴雨产生的有利条件。WRF模式设计的地形敏感性试验表明,龙岩中北部突出的地形有利于水汽辐合和动力抬升条件的形成,控制试验较半地形试验过程降水最大可增加80~100mm,地形的降水增幅作用非常明显。