超级单体强度和中气旋参数分析

利用济南多普勒雷达高时空分辨率资料和济南、邢台探空资料,对2003～2008年的54个超级单体进行了分析。结果表明,SI≤-2℃、K≥30℃和0～6km风切变>20m/s时超级单体出现的概率较高,超级单体大致可以分为孤立类和镶嵌类2类。孤立类的最大回波强度、单体VIL、强中心高度和顶高等明显大于镶嵌类,中气旋底部和顶部明显高于镶嵌类。孤立类超级单体出现冰雹的概率明显高于镶嵌类,而出现大风的概率低于镶嵌类。中气旋结构的差异性决定了超级单体强度结构的差异和天气现象的差异。

2013年7月7日苏皖龙卷环境场与雷达特征分析

以雷达探测资料为主,结合探空资料、天气图和地面灾情,对2013年7月7日苏皖2省交界处的龙卷进行了分析。结果表明：⑴龙卷是在低层有明显的风切变的有利形势下产生的,环境场具有较强的对流不稳定性、大的低层垂直风切变和较低的对流凝结高度。⑵反射率因子在60 dBZ左右;速度图上有正负速度对,低仰角的转动速度〉13 m·s-1;近地面相邻像素间速度差〉11 m·s-1,满足TVS速度差的最低阈值要求;天长龙卷和高邮龙卷都是发生在风暴发展极为旺盛后的1~2个体扫内,也发生在VIL比较大而下降到40~45 kg·m-2左右之时;天长龙卷发生在连续多个TVS之后,高邮龙卷发生在中气旋下降和TVS出现之时。风暴参数和TVS参数表征的指标越强越有利于龙卷的发生,影响范围也越大。⑶这次龙卷验证了出现龙卷的各项雷达识别指标：最强回波在6 km以下;有气旋性辐合,低仰角旋转速度〉13 m·s-1;既探测到中气旋也探测到TVS。⑷对经典龙卷概念模型进行简化,建立的简易模型证实了传统的龙卷风暴概念模型,给出了龙卷发生在TVS靠近上升气流一侧的解释。

2013年4月29日皖西南强风暴天气雷达资料分析

2013年4月29日下午皖西南的安庆市和东至县发生了一次冰雹、雷雨大风强天气过程。本文以九江雷达资料为主,辅以GFS预报场和地面资料,重点对风暴单体雷达特征、雷达物理量参数演变规律进行了分析。结果表明:(1)雷达反射率因子图上,强风暴单体为涡旋状回波,回波前沿存在反射率因子高梯度区;速度图上涡旋状回波区对应着连续出现中气旋的现象,说明强风暴单体为具有涡旋形态的超级单体;强风暴顶高于11 km,大于50 dBz的强反射率因子高度超过-20 C层的高度等特征是产生大冰雹的重要指标。(2)风暴和中气旋参数分析表明,冰雹发生在最大反射率因子高度(HT)和风暴顶高(TOP)出现最强值的上升阶段中,最大垂直液态水含量(VIL)为58 kg·m-2,最大反射率因子(DBZM)极值为77 dBz;VIL密度(DVIL)≥4.0 g·m-3的持续时间达1 h以上,其最大值超过6.0 g·m-3。(3)该过程大冰雹产生在最大DVIL值出现后半小时,在DVIL为5.0 g·m-3时且在高梯度区附近出现;大风出现在中气旋持续时间较长和中气旋位置较高的时候。

一次长生命史超级单体风暴的雷达观测特征和维持机制

2016年6月14日一个长生命史的超级单体风暴在山东产生了大范围的冰雹和雷暴大风天气。利用常规观测资料、中尺度自动站资料、多普勒天气雷达资料和风廓线雷达资料对其天气背景、雷达观测特征进行分析,对其维持机制进行探讨。结果表明:在华北冷涡的背景下,在较强的深层垂直风切变和中等强度对流有效位能环境条件下,地面中尺度辐合中心触发生成强对流风暴;维持阶段风暴右前方低层一直存在暖湿气流的入流槽口,垂直结构呈现出经典超级单体的结构特征,中气旋发展深厚且强盛,最大垂直涡度在1.0×10^(-2)s^(-1)以上,每次单体强中心高度的跃升和快速下降均伴有一次地面大冰雹事件的发生;发展和维持阶段地面冷池边界扩张与低层垂直风切变大小相当,达到平衡状态,在风暴前方形成较强的辐合上升运动,大于150m^2·s^(-2)的风暴相对螺旋度环境,风暴沿地面中尺度辐合线移动,这些都是超级单体风暴维持较长生命史的有利条件。

2017年内蒙古赤峰“8·11”龙卷环境场及雷达特征分析

利用多普勒雷达观测资料,结合NCEP FNL 1.0°×1.0°再分析资料、探空资料,对2017年8月11日内蒙古赤峰市龙卷进行了分析。分析表明:(1)大尺度环境场提供了上干下湿不稳定层结条件,切变线和地面干线为对流触发条件;对流有效位能超过2 000 J/kg,抬升凝结高度低于1 km,低层垂直风切变10×10~(-3)s~(-1),为龙卷发生提供了有利条件。(2)发生龙卷的超级单体风暴低层有明显的钩状回波,弱回波区及与之对应的前侧V型缺口及后侧V型缺口特征;雷达距离龙卷发生地超过100 km,未识别出龙卷涡旋特征,但识别出了三维相关切变和中气旋,中气旋最大转动速度达到了18 m/s,为中到强等级的中气旋。(3)产生龙卷的超级单体风暴最大反射率因子在60 d BZ左右,而且在龙卷发生前基于单体的垂直累积液态水和风暴顶高有明显的跃增。(4)龙卷接地前,对应的中气旋顶高≤6 km,切变≥15×10~(-3)s~(-1)。