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。

贵州山区强冰雹云单体演变特征分析

按冰雹云生命演变史的发生、跃增、孕育、降雹和消亡等各个阶段特点,采用2011—2012年贵州6次强冰雹天气过程所对应雷达观测的时序资料,对冰雹云单体回波的强度、高度和结构的形成发展过程进行分析,针对回波强度和高度的梯度变化提出了跃增特性的划分方法。分析结果表明:1冰雹云单体回波的强度和高度分别大于55 d Bz和11 km以上,最大强度和最大高度出现的时间比开始降雹的时间分别提前了11.1 min和8.4 min。2冰雹云回波单体的跃增特性可划分为波动型、递增型和跃增型3类,跃增阶段的回波强度和高度平均持续时间分别为24.7 min和23.7 min,回波强度和高度平均增长了9.7 d Bz和2.7 km。3冰雹云回波具有长的生命史特征,一般持续时间达2 h以上。4冰雹云形成发展总体呈现逐步扩展增强的演变特征,多单体合并更利于冰雹云迅速形成发展,冰雹云单体具有明显的强中心结构体和结构密实等特点。

基于TREC法以多重动态区域反演风场

基于传统的交叉相关追踪回波(TREC)算法,通过对"匹配元"所含的多普勒雷达反射率进行一定的分类来动态选择符合判定条件的"匹配元"进行交叉相关计算.为了提高反演风场的可靠性和稳定性,通过选取多重不同尺度的"匹配元"、分位法剔除风向奇异点、用椭圆型权重再插值等技术来订正反演的风场,在一定程度上弥补了传统TREC技术对较小尺度回波云团精度判定不足的缺陷,使得"匹配元"中的雷达反射率要素特征覆盖更有效.结果表明:对TREC算法进行修订后得到的反演风场,可以更好地反映雷达回波团的整体流场,同时一些回波单体的个性风场特征得到较好的保留.

新一代可移式天气雷达在人工影响天气中的应用研究

在总结“十五”国家科技攻关重大计划项目“人工增雨技术研究及示范”成果的基础上,利用我国可移式新一代天气雷达在青海省河南县和河南省许昌市进行秋(春)季降水系统中尺度结构外场试验观测的方法和技术,对这两个地区云和降水的若干特征进行了分析;另外,使用两步变分方法反演了风场结构,分析了层状云和对流云的中尺度回波强度和动力结构。结果表明:新一代天气雷达可为人工影响天气作业指挥和云物理研究提供更多信息,包括风场中尺度结构、辐合线位置等;青海省河南县及周边地区秋季降水以对流云降水为主,低空辐合是对流云旺盛发展的重要原因;河南省许昌市春季降水既含有对流云降水也含有层状云降水,对流云降水过程伴有低空辐合,层状云内风场比较均匀,但风的垂直切变明显,多为暖平流。

“2003.6.2”十堰强对流天气雷达回波和数值模拟分析

利用714C天气雷达回波和数值模拟资料,结合其它天气资料,分析了2003年6月2日发生在十堰境内的强对流天气过程。结果表明,此次强对流天气过程是在有利的大尺度天气形势背景下,由复杂地形触发出初始单体并发展为多单体强风暴产生冰雹和大风天气,雷达回波特征明显。风暴回波强度强,回波结构紧密,顶部有旁瓣假回波,低层存在弱回波区(WER),环境风的垂直切变较强。中β低涡的产生为强对流天气的产生和维持发挥了重要作用。

一次多单体冰雹天气过程的雷达回波与闪电特征分析

利用多普勒雷达资料、三维闪电监测网资料和MICAPS常规观测资料,对2017年4月5日发生在贵州中部一次多单体冰雹天气过程雷达回波演变与闪电特征进行了综合分析,结果表明:(1)在高空槽和低空切变线配合的有利天气背景下,对流单体相继在贵州西部生成并向东移动发展,造成下游大范围冰雹灾害。(2)冰雹云单体移动发展过程中表现不同的增长特性,偏北路径冰雹云单体属于"跃增型"增长,偏南路径冰雹云单体属于"递增型"增长。"递增型"雹云单体具有较长的孕育时间,其产生的冰雹直径及密度高于"跃增型"冰雹云单体。(3)地闪频次5 min变化在降雹之前出现"跃增"现象并伴随地闪峰值,地闪频次峰值时间提前于降雹时间平均为7.3 min。"跃增型"冰雹云单体与"递增型"冰雹云单体平均正闪比和负闪比相当,但"跃增型"冰雹云单体云闪比率(Z)远高于"递增型"单体,在闪电发生空间分布上没有差异性,均沿脉冲单体移动方向呈带状分布。(4)闪电发生空间分布与雹云回波移动位置基本一致,闪电逐时分布标识出冰雹云的发展移动方向,对冰雹云移动发展具有指示作用。

多单体冰雹云降雹过程特征

１９９５年６月１４日辽宁省中南部一次多单体冰雹云降雹形成于冷锋系统，先后在４个地区降雹。当冰雹云在ＰＰＩ上回波强度大于６０ｄＢｚ、回波顶部出现Ｖ形并且在ＲＨＩ上回波宽度大于２０ｋｍ时。

乌鲁木齐国际机场2001年5月11日强沙暴天气分析

从天气形势、天气特点、卫星云图、雷达回波等方面对乌鲁木齐国际机场 2 0 0 1年5月 1 1日发生的强沙尘暴天气进行了分析。结果表明 ,这是一次由冷锋尾部前方产生的对流云团触发的强沙尘暴天气 ,该对流云团具有超级雷暴单体的性质。

FPGA实时多普勒中心频率估计

基于弹载合成孔径雷达(SAR)对成像精度、处理时间、资源使用效率和设备低功耗的更高要求,提出一种基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,采用FPGA实现实时高精度多普勒中心频率估计。改进回波处理流程,在距离向脉冲压缩过程中,距离向脉冲压缩结束后即可完成多普勒中心频率估计,进行后续距离走动校正(RCMC),实现了SAR信号处理机的“零等待”。在算法实现过程中,提出了基于FPGA的流水线式相位解缠绕方法和基于最小二乘的参数曲线拟合算法,实现相位解缠绕的连续流水输出以及中心频率估计参数精确插值。通过试验验证,基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,充分发挥了处理资源使用效率,使SAR信号处理机硬件相对以前减少80%以上,处理时间和频率估计精度均优于系统要求。

贵州中部一次多单体冰雹天气的雷达回波特征

该文利用新一代多普勒天气雷达、双偏振天气雷达和探空资料,对2017年4月5日造成贵州中部冰雹天气过程的多单体冰雹云做了分析,结果表明:(1)此次过程是南支槽和中低空切变共同影响的有利天气背景条件下,省西部陆续生成的多个超级单体沿着两条主要的路线近乎平行东移,造成下游沿途多地的冰雹的天气过程;(2)此次冰雹的两条路径具有典型性;(3)单体回波特征:在发展和降雹阶段的剖面图上均有回波悬垂,在强雷暴单体的PPI图上还有"V"型缺口和钩状回波特征,速度场上在4.2 km左右的高度存在切变;(4)双偏振雷达的观测在单体经过贵阳城区时的观测效果好。

2009年9月2日包头市强对流灾害性天气雷达回波特征分析

通过对强雹暴灾害性天气雷达回波形状、有界区域的分析,发现强雹暴云团雷达回波,具有强降水超级单体的特征,加强超级单体、飑线风暴等强对流天气的分析研究,对做好强对流天气的预报、预警,具有重要意义。

阿克苏地区西部冰雹天气雷达回波演变特征分析

利用2009—2020年阿克苏地区西部6县市中国气象局灾情直报、地面观测、阿克苏多普勒雷达资料,分析冰雹天气时空分布及雹云雷达回波演变特征,结果表明:(1)2009—2020年出现冰雹共211站次,2011年最多,出现28站次;高发期为5—8月,6月冰雹频次最高;日变化峰值在16—19时。(2)雹云单体最强反射率因子均≥52 dBZ,回波顶高>8 km,垂直累积液态水含量跃、增达4.47 kg/m^(2)及以上且垂直累积液态水含量最大值>10.0 kg/m^(2)时,雷暴单体发展为雹暴的可能性极大。超级单体雹云反射率因子、回波顶高、垂直累积液态水含量最大值统计指标均高于多单体和普通单体雹云。(3)普通单体雹云多初生于乌什县、温宿县北部沿山一带;多单体雹云多初生于乌什县西部南部、温宿县北部沿山一带,乌什县境内最多;超级单体雹云多初生于温宿县。(4)雹云回波发展初期往往伴随着第一次爆发式增长:反射率因子增大、回波顶升高、垂直累积液态水含量跃增,超级单体雹云表现更为明显,降雹时刻伴随着再一次爆发式增长。垂直累积液态水含量急剧增大或急剧减少与降雹开始和结束关系最为密切。(5)超级单体雹云维持时间和整体生命史均比多单体雹云和普通单体雹云时间长;多单体雹云需要较长的酝酿时间且影响区域较大。

昭通一次多单体风暴冰雹灾害诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料、高空探测资料、昭通多普勒天气雷达资料对2018年8月20日彝良县发生的冰雹灾害进行诊断分析,结果表明:①此次冰雹天气是一次多单体风暴造成的局地性强对流天气;②探空图上出现逆温层、喇叭口和垂直风切变等特征;③雷达回波表现出假尖顶回波、弱回波区等特征;④降雹前后垂直累积液态含水量(VIL)出现了跃增和陡降的现象;⑤防雹作业对对流风暴发展有抑制减弱效果,抓住合理的作业时机是取得防雹成败的关键。

影响飞行的两次强沙尘暴天气分析

根据天气特点、热力作用,雷达回波、地形等方面对乌海机场2005年5月26日、2006年7月24日发生的两次强沙尘暴天气进行分析,分析结果表明,造成这两次沙尘暴的天气形势均为西北气流型,由于上游沙漠地带地表温度高,低层热动力辐合抬升,导致下地表出现上升运动,造成沙尘暴天气。

滇西南中尺度对流飑线的移动路径和雷达回波特征

对2004—2014年普洱市多普勒天气雷达观测到的28次飑线过程进行基础数据分析,并对比分析雷达产品.结果表明：滇西南飑线主要发生在3—9月,平均生命史约为3.6 h,82%的初生时段集中在14：00—22：00;飑线路径共有5条,1和4型飑线雷暴单体强度明显大于2、3和5型飑线,后者单体消亡后形成宽广的层状云降水回波,在8-10 km高度层＂零度层亮带＂呈现不规则状;径向速度存在模糊区、逆风区、中层径向幅合（MARC）、中气旋、回波墙、云顶上冲、穹窿和有界弱回波区（BWER）等特征的出现有利于雷暴单体的加强和飑线的维持;飑线前新生单体强度的增减在一定程度上预示着飑线的加强或消亡;飑线降雹过程主要出现在第1类型飑线中,垂直累积液态含水量（VIL）在49-76 kg·m-2时,降雹几率最大.