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。

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。

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 。

分层垂直累积液态含水量的算法及其在人工影响天气中的应用

应用VIL产品的生成原理,变换VIL产品的理论表达式为实测体扫回波强度不同仰角之间高度层的计算公式,利用与雷达资料时间对应的当天的探空资料,取得当天0℃层的高度,并以0℃层高度为界,将垂直累积液态含水量分为上下两部分,分别计算每一个底面积的垂直柱体中的垂直累积液态含水量以及分层的垂直累积液态含水量,从而得到整个探测区域的VIL分布.通过雷达组网,得到全省的上层VIL的分布,结合雷达资料分析出的回波的移向和移速,科学的选择飞机增雨的作业区域以及作业的时间,从而得到更好的飞机人工增雨效果.利用分层垂直累计液态含水量及其0℃上下层比值,更好的指挥地面高炮火箭人工增雨和消雹作业.

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。

利用新一代天气雷达资料反演云体含水量

利用多普勒天气雷达探测的反射率因子Z与含水量M的Z-M经验关系式,反演云体含水量。计算域定为以雷达站为中心、水平边长为150 km的正方形格点域,垂直高度为30 km,分辨率是1 km×1 km×1 km。通过对2006年4月11日发生在湖南长沙的一次飑线过程的分析,利用反演软件计算该飑线云体的含水量分布,构建了CAPPI和VCS及整层VIL(垂直累积液态含水量)3种显示方式。反演结果与实测的雷达基本反射率产品、雷达CAPPI反射率产品、垂直积分液态含水量产品对比分析表明,反演的含水量分布及中心位置与雷达产品结果吻合,且利用Z-M经验关系式反演的含水量M反映了含水量的三维分布,较雷达VIL产品更能显示真实的含水量状况。

VIL和VIL密度在冰雹云判据中的应用

利用2002--2005年济南CINRAD／SA雷达资料，统计分析了基于网格的对流云的垂直累积液态含水量（VIL）分布特征，同时对VIL密度（VILD）及0℃层以上的VIL值（VILH）也进行了分析，结果表明，冰雹云和非降雹对流云的VIL、VILD和VILH值有明显差异。降雹单体特别是强降雹单体在成熟前期有明显的VIL跃增现象，强降雹单体的VIL跃增量达15．4kg·m^-2。冰雹云的最大VIL、VILD和VILH平均值比非降雹对流云的最大平均值分别高出20kg·m^-2、1．7g·m^-3。和16kg·m^-2。不同月份的VIL、VILD、VILH阈值对冰雹特别是大冰雹的识别具有很好的指示意义。基本上是在VIL达到最大值后开始降雹，5～7月3个月降雹单体的降雹时间分别滞后于VIL跃增后的体扫时间约4．8、11．4和12．3min。

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。

VIL产品在人工防雹中的应用

利用西安多普勒雷达垂直累积液态含水量(VIL)产品及地面实况资料,分析2005—2006年渭南19个典型雹日的VIL回波特征。得出指标:VIL值的变化可以应用于预测降雹;降雹时VIL值在50 kg/m2以上;一般在降雹前VIL值有明显的"跃增";VIL值的迅速减小会给本地和下游地区造成雷雨大风冰雹天气;在距离雷达较远的合阳、韩城VIL值可信度较低。这些指标的应用对强对流天气的临近预报和有效开展人工防雹作业具有指导意义。

珠江三角洲地区一次局地极端强降雨的大气环流条件及其可预警性分析

应用常规气象观测资料、多普勒天气雷达产品,结合ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年8月1日17:00-19:00发生在广东省佛山市南海区的局地短时暴雨进行分析,结果表明:短时暴雨发生的环流背景是前倾槽配合850hPa的切变线;中层强的上升运动和低层源源不断的水汽输送为本次过程提供了有利的动力条件和水汽条件;地面长时间存在的气旋性涡旋和辐合区可能是造成此次强降雨的重要原因之一。本文还对此次极端强降雨的气象服务工作进行分析,总结了工作经验,为今后重大气象服务提供参考。

VIL产品在高山雷达中的应用研究

利用2006—2009年丽江市气象台的冰雹观测记录、短时强降水、民政部门提供的冰雹灾情资料和丽江CINRAD/CC雷达观测资料,对垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid Water Con-tent,VIL)进行了统计分析。结果表明,当VIL值>5kg·m-2时将会出现强对流天气,当VIL≥21kg·m-2时预示着发生冰雹的可能性极大,是人工防雹作业启动的关键值,冰雹云中的VIL值远远大于带来短时强降水的普通对流云;在降雹前VIL值都有明显的跃增;距离雷达站较近或较远区域的VIL值会被低估,在37kg·m-2以下也会降雹,通常降雹的VIL值大都在37kg·m-2以上。

2007-2020年呼伦贝尔市中西部强对流天气雷达产品特征分析

利用海拉尔天气雷达2007—2020年强对流天气过程的雷达资料,通过雷达回波形态识别、特征值统计等方法分析不同季节的雷达回波强度最大值、垂直累积液态水含量、回波顶高、冰雹指数、中气旋等产品特征,并统计强对流过程中回波形状特征,得出海拉尔天气雷达的临近预报预警指标,旨在有效利用雷达产品提升强对流天气预警能力。

青藏高原东北侧局地冰雹最大雹径识别方法

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的理论模式计算雹云单体在降雹过程中的VIL，再用MAX函数逐个提取最大VIL（简称：VILmax），采用统计和回归处理技术，对2004～2006年5～8月青藏高原东北侧局地雹云单体的VILmax与对应地面冰雹最大雹径（简称：Rmax）之间的关系进行详细分析。结果表明，青藏高原东北侦4局地冰雹Rmax与对应单体VILmax之间存在明显的正相关关系。

黑龙江省一次降雹过程的多尺度分析

本文选取2015年6月20日一次冰雹过程,对这次降雹过程进行多尺度的分析,分析了降雹的成因及各物理量的特征,研究表明:冷暖空气交汇是导致这次降雹的主要原因,此次降雹雷达回波具有较典型的冰雹云回波特征,研究垂直累积液态水发现,在降雹前垂直累积液态水(VIL)值发生了跃增,最大值达到50-60 kg/m2,随着降雹的发生出现了跃减,下降幅度达30-40kg/m2,降雹后缓慢降低至10 kg/m2以下。

暴雨过程中强降水中心的多普勒径向速度场分析

降水区中的逆风区往往和强降水中心或强对流回波密切相关,对这种小尺度的多普勒速度场特征深入研究有助于对强对流回波的发展或消散的认识。本文选取2005年8月15日～17日山西省出现的一次大范围强降水天气过程的多普勒资料,发现强降水中心往往和多普勒速度场中的逆风区有很好的对应关系,并从逆风区的厚度、尺度、强度(速度切变)等方面作了详细地分析。

江门地区一次冰雹过程的分析

利用常规气象资料、新一代天气雷达资料对一次冰雹天气过程中2个强风暴单体的形势背景、强对流发生条件、强风暴单体演变及结构特征进行了分析。结果表明:该次冰雹过程属前汛期强对流天气类型的复合型;强垂直风切变条件下,上干下湿有利于冰雹的产生;对流有效位能(CAPE)、K指数、SI指数能够很好地预示强对流天气的发生;该次过程中强对流风暴表现为由右移超级单体和左移超级单体组合而成的复合体;垂直累积液态含水量(VIL)>65 kg/m2有利于冰雹的产生;S波段雷达出现中气旋特征时应关注冰雹的产生。

关中西部致灾大冰雹天气分析

利用高空及地面天气图、宝鸡多普勒雷达资料,分析了2015年7月18日和2016年6月12日关中西部陇县两次大冰雹强对流天气成因及雷达特征。分析表明,两次过程环境条件比较一致,冷涡槽后西北气流携带的冷空气形成了对流不稳定层结有利条件,地面露点锋是强对流的触发机制。2015年7月18日冰雹是由中气旋的超级单体风暴产生,2016年6月12日冰雹是强单体风暴造成。两次过程中,持续的垂直累积液态含水量≥55 kg/m 2、反射率因子≥60 dBz和三体散射是大冰雹出现的重要特征。雷达冰雹指数(HI)、风暴追踪信息(STI)等产品可作为提前发布强对流天气预警的参考。

“7.26”德清冰雹大风强对流天气过程分析

利用Micaps资料、多普勒雷达资料及德清国家观测站(58454)的实时观测数据等,对2018年7月26日发生在德清县的一次暴雨、冰雹、大风等强对流天气过程的环流形势背景场、中尺度特征、物理量场等气象资料进行分析,结果表明:此次突发性强对流天气主要受蒙古冷涡渗透的冷空气与稳定维持的副热带高压环流的共同作用,强烈的边界层辐合线是触发机制;冰雹发生前后各项热力和动力指标发生明显变化,典型的上干下湿的大气结构有利于产生降雹;孤立的对流单体合并处产生冰雹,强中心可达71 d BZ,中气旋和VIL极大值区域对应冰雹落区。此次强对流天气的分析,为今后提高强对流天气的预报预警时效和准确率提供参考。

多普勒雷达产品在2次短时强降水过程中的对比分析

为了提高荆州地区强对流天气的预报预警能力,提升气象服务农业生产水平,利用2015年荆州多普勒雷达资料,对比分析发生于2015年5月15日和2015年6月1日的2次短时强降水过程。结果发现:(1)2次过程的雷达回波最大反射率强度均在50 d Bz以上,并且比较稳定,回波移动过程中均产生了"列车效应";(2)2次过程均出现中尺度辐合,速度图上中尺度辐合区与强回波位置一致;(3)2次过程中的风暴云底高度大部分时间在2~3 km,云顶高度在12 km附近。风暴生成前期均存在明显的VIL跃增和回波顶高跃增现象,VIL跃增量分别为10、20 kg/m2,顶高跃增为3 km和9 km;(4)风暴发展阶段垂直积分液态含水量均比较稳定,分别为40~50 kg/m2和30~40 kg/m2。回波质心高度和最大反射率高度除6月1日出现下沉以外,其余大部时间2次过程回波质心高度均在4~5 km,最大反射率高度在3~6 km;(5)经过风暴追踪等信息的综合分析推断,6月1日可能还出现下击暴流。

长治市一次强冰雹天气雷达特征分析及对农业的影响

为了找寻冰雹天气发生的原因及对农业的影响,利用多普勒雷达的反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量(VIL)等产品,结合高低空环流形势及地面资料,对发生在长治市2016年6月13日的强冰雹天气过程进行分析。结果表明:(1)此次冰雹天气是由高空冷槽和与地面暖低压共同作用结果;(2)强回波与三体散射(TBSS)对提前预报强冰雹有较好的指示意义;速度场的辐合辐散可以判断回波未来发展趋势,增强预判准确性;当TBSS出现一定的持续性时,TBSS可以作为强冰雹预警的辅助指标;VIL是判别冰雹的有效工具之一,且对冰雹的预报有较好的指示作用;(3)加强冰雹监测,通过及时的"点"监测,实现"面"预警,是减少冰雹对农业生产造成灾害的一种有效的补充手段。