VIL产品在广西冰雹云识别和人工防雹中的应用

利用广西2009―2010年3―5月降雹样本资料和新一代天气雷达垂直累积液态含水量(VIL)产品,统计分析广西冰雹云VIL变化特征,结果显示:广西冰雹云的VIL整体呈现明显的阶段性变化特征,识别指标为VIL≥43kg/m2,降雹前VIL出现明显的跃增,一个体扫时间VIL跃增值≥5kg/m2。冰雹云VIL值越大则产生的降雹直径也可能越大,VIL产品在人工防雹作业冰雹云识别、作业时机、作业用弹量等方面均有较好的指导作用。

西宁地区冰雹VIL变化特征

通过对2013—2016年西宁地区冰雹过程中VIL(Vertical Integrated Liquid Water Content)特征分析,得出了VIL对冰雹预警的判别指标和对冰雹路径指示:西宁地区降雹时间多出现在VIL最大值出现后的2~4个体扫,且在VIL值跃增后4~5个体扫时间内;86.4%的降雹区在VIL达到最大值的周围区域4.5~21.0km范围内;冰雹出现时VIL阈值6、7、9月均为23kg·m^(-2),8月为28kg·m^(-2),跃增值6、9月为5kg·m^(-2),7、8月为10kg·m^(-2);经时效检验,VIL指标具有较好的预警提前性;VIL对冰雹路径有很好的指示意义,可以通过VIL的移动速度和方向外推做出降雹时间及落区预警。

滇东南地区三次典型冰雹天气特征分析

文章结合滇东南地区的三次降雹天气过程,利用垂直累积液态水含量、冰雹指数、反射率垂直剖面、云顶高度等产品对天气过程冰雹云的回波特征展开分析。分析发现,在冰雹发展阶段速度场出现速度强势辐合,降雹过程中存在非典型钩状回波、“V”形缺口回波、三体散射、悬垂回波、中气旋等典型的降雹回波特征。经检验,各类雷达产品观测不同过程冰雹云的效果存在差异,综合使用雷达产品对准确做好降雹预警有重大意义。

一次冰雹风暴的CINRAD/SA产品分析

分析了 2 0 0 2年 9月 2 7日发生在山东东阿附近一次冰雹风暴发生、发展各阶段新一代天气雷达CINRAD/SA反射率、平均径向速度等产品的演变过程。在风暴中 ,观测到了低层前侧入流缺口、有界弱回波区 (BWER)、中气旋 (M)等超级单体风暴的特征。中气旋在风暴中维持了约 90min ,通过连续时次各仰角高度风暴相对速度产品的分析 ,揭示了中气旋发生、发展和消亡的过程。分析表明风暴跟踪信息 (STI)、冰雹指数 (HI)、垂直积分液态含水量 (VIL)、中气旋 (M)

垂直累积液态水含量应用拓展浅析

利用吉林省2003、2004年多普勒雷达资料,对层状云连续性降水和对流云降水整层垂直累积液态水含量(VerticallyIntegratedLiquidWater,简称VIL)及0℃层上、下层VIL的分布特点进行了分析,指出VIL可应用于人工增雨作业区域的选择、暴雨和强风暴的分析以及降水机制等研究。

用雷达垂直累积液态含水量资料预测冰雹

通过对雷达垂直累积液态含水量资料进行总结、分析 ,阐述了垂直累积液态含水量的大小和面积与对流性天气的关系。并且利用多元回归的方法 。

一次强降雹过程中垂直累积液态含水量的特征分析

利用探空资料对垂直累积液态含水量(VIL)进行了分层,并分别计算出0℃层上、下两层的VIL值以及这两层的比值。再利用VIL、分层VIL以及VIL比值分析了2006年7月24日发生在山西阳泉的一次冰雹过程,发现在冰雹发生前后VIL、分层VIL以及VIL比值有明显的规律可循,这对冰雹天气的短时临近预报以及对冰暴灾害的防御有重要指导意义。

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。

垂直积分液态水含量在地面大风预报中的应用

利用天津塘沽的CINRAD-SA型新一代多普勒雷达体扫描垂直积分液态水含量(VIL)产品资料,结合地面大风灾情报告和实况资料,对地面灾害性大风出现前VIL值的演变、发展情况进行了统计分析。结果表明:VIL值达到30kg/m2是地面灾害性大风出现的阈值,VIL值达到或超过40kg/m2则可以看作是大风的一个预警指标;VIL值达到最大后的快速减小意味着将出现地面灾害性大风,VIL值快速减小后的突然跃增则是地面灾害性大风开始的标志。应用评分系统命中率、误警率、临界成功指数检验了上述预警指标,结果表明VIL产品预警地面灾害性大风是可用的,而且随时间调整阈值大小,可以大大提高地面灾害性大风预警的命中率和临界成功指数;地面灾害大风出现前预报员有12～18min的时间用于发布短时、临界大风天气预报和大风预警。

φ311垂直钻井系统的研制

在钻井过程中,实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。国内已有的钻井防斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价。因此,都不能经济高效地解决在大倾角、陡构造等地层的井斜问题。介绍了一种井下智能防斜纠斜的钻井工具——φ311垂直钻井系统,其具有自主发电、井下闭环控制、数据井下储存井上回放等特点。该系统可极大地解放钻压、提高钻速,目前已在新疆油田进行了现场试验,并获得成功。

青藏高原东北侧雹云单体最大垂直累积液态含水量的演变特征及其在降雹定时判断中的应用

以3D-Barnes方案插值的新一代天气雷达反射率因子等高平面资料,用垂直累积液态含水量(Vertically Integrated Liquid WaterContent,简称:VIL)的理论模式计算雹云单体在演变过程中的VIL、用MAX函数逐个提取最大VIL(简称;VIL-max),采用统计和分段函数处理技术,对2004—2005年5—8月青藏高原东北侧的16个雹云单体的VILmax的演变特征及其与地面降雹的时间关系进行详细分析。结果表明,(1)雹云单体出现降雹时所需的VILmax存在明显的时空差异,但同一雹云单体在演变过程中其VILmax均存在"爆发式增长"和"爆发式降低"现象;(2)雹云单体在首次降雹前4个资料时间间隔(22min)内其VILmax将出现2次"爆发式增长"现象,出现第1次"爆发式增长"现象时地面不会降雹,维持1—2个资料时间间隔(5—11min)后出现第2次"爆发式增长"现象时地面开始降雹;同一雹云单体再次降雹时没有第1次"爆发式增长"现象,出现"爆发式降低"现象时地面降雹停止;(3)通过个例总结并定义的雹云单体最大垂直累积液态含水量变化率(简称:GVILmax)的"正(负)峰"现象与VILmax的"爆发式增长(降低)"现象所对应的时间完全吻合,且利用GVILmax"正(负)峰"现象识别雹云单体"爆发式增长(降低)"现象具有明显的指示意义;根据雹云单体GVILmax"正(负)峰"现象与地面降雹的时间关系建立的经验公式计算降雹的时间误差在1个资料时间间隔(5—6min)内。

天山北侧成灾雹云移动路径及预警指标的研究

利用2005-2014年5~8月天山北侧气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,克拉玛依探空站08∶00探空资料和克拉玛依、奎屯、石河子、五家渠四部雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出成灾雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了成灾雹云的预报及雷达特征预警指标,并利用2015-2016年降雹及相应的雷达探测资料对预报预警指标进行了检验分析。

黔西南州一次分裂型超级单体风暴环境条件和回波结构分析

应用兴义多普勒雷达资料和相关实况资料,分析了2009年4月14日傍晚发生在黔西南州安龙、兴义和兴仁的一次强雹暴天气的环境条件和雷达回波结构,详细分析了强雹暴发展过程的回波结构特征,以及在超级单体中观测到的中反气旋流场结构。雹暴发生在地面加热强烈,低层热低压发展,中层有小槽发展东移,高空有急流的背景下。小槽触发的对流云团在向东南移的过程中,在不稳定层结和较强垂直风切变的作用下发展成为超级单体。强风暴在傍晚18:36左右分裂成左移风暴和右移风暴,左移风暴发展强烈,伴随着一个中反气旋,核区直径最小达3km,旋转速度绝对值之和一度达到60m·s^(-1),中反气旋维持了至少40多分钟,风暴是沿着平均风(西北风)左侧向东东南方向移动,是较为少见而又很强的反气旋旋转超级单体风暴,此风暴产生了40mm的大冰雹;右移风暴伴随着一个弱中气旋,弱中气旋维持了3个体扫左右的时间,是沿平均风右侧向南移的右移风暴,此风暴产生了20mm的冰雹。雷达回波显示风暴从回波低层出现强反射率因子梯度,弱回波区和有界弱回波,前后入流缺口,勾状回波、强中反气旋和弱中气旋等超级单体特征,维持了3～4个小时左右的时间。本文还分析了风暴最强盛阶段强中反气旋的结构,强中反气旋在低层为反气旋式辐合,中层为纯粹的反气旋旋转,中反气旋强烈发展时,旋转速度对核直径缩小至3km,垂直延伸4.8km,旋转的强度同时向低层和中高层延伸,显示出强烈的辐合上升运动特征。文章探讨了VIL值在本次的冰雹预报中的应用,VIL大值在本例中对大冰雹有很好的指示性,同时由于VIL大值维持较长时间,是判断超级单体出现的一个依据。

Φ311mm垂直钻井系统的工作原理及现场应用

Φ311mm垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能钻井系统。该工具可实现在高陡地层,特别是在山前构造带地层的防斜打快技术。目前,该系统已在新疆油田试验两口井次,并获成功。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了闭环控制的设计要求,具有广阔的应用前景。

多普勒雷达资料在闽北持续性暴雨预报中的应用

对2006年6月3～8日出现在闽北的持续性暴雨过程从环流形势、雷达回波产品、数值预报产品等方面进行了分析。分析表明,利用这些资料可对暴雨的落区、强雨团的出现和结束时间、强雨团的降水强度、强降水的出现时段等作出较为精细的预报,对今后灾害性天气的预报服务有一定的启示作用。

河西走廊中部冰雹天气的环流和多普勒雷达产品特征分析

根据1980—2006年500 hPa天气图及地面观测资料,对河西走廊中部降雹天气总结出了两种典型环流形势,并用2005—2006年多普勒雷达产品资料分析了这两种典型天气背景场下冰雹天气反射率因子、经向速度、垂直剖面、回波顶高度、垂直液态水含量、速度方位显示风廓线等物理量的变化特征,同时对冰雹指数产品在临近预报应用中的误差进行了分析。结果表明:河西走廊中部强降雹与具有强高悬垂结构的飑线和超级单体相联系,回波顶高度、垂直液态水含量对冰雹强度和持续时间指示性好;用强冰雹指数计算的冰雹尺寸偏大,主要是由于月份不同,0℃和-20℃层高度变化较大。

利用垂直积分含水量估测降水

讨论了垂直积分含水量 ( QVIL)在估测降水中的实际应用 ,并首次针对其他常规方法做了较为详实的对比实验将 QVIL与 PPI、CAPPI资料在估测降水中的应用进行了对比分析。最后 ,将 QVIL的估测降水结果与雨量站实测资料进行了比较。

宜昌峡口区夏季暴雨天气分型及多普勒雷达特征

利用区域雷达拼图产品,结合探空、地面常规观测资料,对2010—2012年6—7月湖北宜昌峡口区暴雨的天气形势进行分型,并分析不同天气型下雷达回波演变的典型特征,可建立5种雷达回波暴雨概念模型,即副高边缘Ⅰ型、副高边缘Ⅱ型、低槽东移型、低涡暖切型和低压型。(1)副高边缘型中,副热带高压北抬至湖北境内,雷达回波带呈东西向或东北—西南向分布。I型中,宜昌南侧和北侧生成的强回波逐渐向宜昌峡口区汇合。Ⅱ型中,主要受强回波东移影响。(2)低槽东移型中,副热带高压位于长江以南,雷达回波带呈东北—西南走向,强回波也呈东北—西南向东移影响宜昌峡口区。(3)低涡暖切型中,副热带高压偏南偏弱。雷达回波带呈准东西走向,强回波较少出现。(4)低压型中,低层西南或华南存在低压横槽(倒槽),受闭合低压东北侧气流影响,强回波相继向西北方向移动。(5)副高边缘型和低槽东移型中,强回波的回波顶高和垂直累积液态水含量较高。

天山南侧喀什地区冰雹潜势预报及预警指标的研究

利用2008—2017年5~8月天山南侧喀什地区气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,喀什探空站08时、20时探空资料,喀什雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出冰雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了以0℃层高度、-20℃层高度、冻结层厚度、全总指数、杰弗逊指数、K指数、沙氏指数为代表的冰雹预报指标,以及以回波顶高及其与当日0℃层高度差、40~50 d BZ回波高度及其与当日0℃层高度差、组合反射率、垂直积分液态水含量为代表的雷达特征预警指标。

一次强对流风暴的新一代天气雷达特征分析

利用兰州皋兰山的CINRAD/CC多普勒天气雷达资料,对2005年5月30日15～19时发生在甘肃中部地区的一次强对流风暴进行了分析。引起此次强对流风暴的中尺度天气系统是飑线,飑线尾部位于甘肃中部的强雷暴区在15时生成,沿东南方向移动,在16时15分至17时03分多单体风暴加强合并为超级单体风暴,并呈现出人字型回波、带状回波特征。此次超级单体南边出现2条明显的出流边界,一条位于钩状回波的西南,一条位于钩状回波的东南。超级单体左前方的低层反射率因子呈现明显的倒“V”字型结构,最大的回波强度出现在有界弱回波区之上,其值>70 dBZ,相应径向速度图呈现出成熟的中气旋特征,期间垂直液态水含量持续偏高,最大垂直累积液态水含量>70 kg/m2,回波顶高达17～18 km,该风暴具有强烈超级单体风暴的典型特征。