中小尺度的多普勒径向速度场特征分析

本文选取2003—2005年太原多普勒雷达资料,对中小尺度的多普勒速度场特征进行了深入研究。从逆风区厚度、尺度、强度(速度切变)等方面作了详细地分析,并与相应的回波反射率因子Z及VIL(垂直累积液态水含量)值对照。结果表明:逆风区强度与反射率因子,逆风区厚度与VIL值,逆风区底层流场结构与强回波发展趋势密切相关。而且,绝大部分逆风区出现时间较降水开始时间有1—2 h的提前。

甘肃中部一次强对流天气的多普勒雷达特征分析

利用兰州CINRAD/CC多普勒天气雷达观测资料及探空资料、自动站及测站150 km范围内的数字高程模型(DEM)资料等,对2004年8月18日发生在甘肃中部的中小尺度冰雹天气过程进行分析。结果表明:这次强对流天气过程主要在高空冷干低层暖湿及地形影响下触发的,属典型的不同平流型降雹过程[1];在多普勒雷达反射率因子图上出现典型的“人”字型、“弓”型回波;在平均径向速度图上出现逆风区、中气旋;在冰雹形成区有低层辐合、高层辐散等特征;在不同仰角的PPI上气流表现出强烈的旋转和上升;强回波区与辐合区、逆风区、中气旋、VIL在位置上有很好的对应关系,同时VIL产品对冰雹落区预报有很好的指示作用。

多普勒速度图暴雨判据和短时预报工具研究

对 38 2 4- C波段全相参多普勒天气雷达 1 995～ 1 999年径向速度场资料中逆风区进行统计分析 ,认为近距离逆风区可成为暴雨短时预报的一个有参考价值的判据。并给出人机交互识别逆风区工具的设计和实现方法。

渤海南部沿海冷流暴雪的中尺度特征

利用多普勒天气雷达和NCEP/NCAR全球再分析资料,应用中尺度数值模式RAMS(V4.4)对2005年发生在山东半岛北部沿海的一次冷流暴雪过程进行了中尺度特征分析。结果表明:这次暴雪发生在西北气流、较大海气温差和半岛的丘陵地形特殊条件下;冷流暴雪在多普勒天气雷达径向速度图上表现为长生命史的逆风区。数值模拟结果显示:模式对沿海地区的冷流降雪过程具有较强的预报能力,可以很好地模拟出降雪的落区和大气环流形势的演变,证实了暴雪中尺度垂直环流的存在;强降雪集中出现在上升运动增强和逆风区维持的阶段。

华北回流强降水天气过程的中尺度分析

使用华北地区加密自动站资料、多普勒雷达资料和NCEP(1°×1°)再分析资料,应用中尺度滤波方法、诊断分析方法等,对2003年10月华北回流暴雨天气过程进行了中尺度分析。结果表明:在回流冷空气与西南暖湿气流相遇产生的辐合带中存在中尺度低压和切变;中尺度低压和切变主要在600 hPa以下,中尺度低压随高度向西、向北倾斜,东西向中尺度切变随高度向北倾斜。此次回流暴雨过程中有5个中尺度雨团活动,其中3个中尺度雨团与中尺度低压和切变配合且随低压和切变移动,暴雨期间多普勒雷达速度图上出现了持续2 h以上的逆风区。

准噶尔盆地南缘一次强对流风暴雷达回波演变特征

利用Doppler雷达产品,结合常规观测资料对2008年7月25日中国准噶尔盆地南缘冰雹、强降水的雷达回波结构演变特征进行分析。结果表明:此次冰雹、强降水天气过程发生在西伯利亚至巴尔喀什湖冷槽东南象限的对流不稳定层结中,近低层至地面有中尺度辐合切变线。强风暴的演变可归为"逗点—‘人’字形—螺旋形"3个回波阶段,相应径向速度图上出现"逆风区"、中气旋和辐合区。冰雹的雷达回波强度中心值超过65 dBz6,0 dBz回波顶高为5.5 km,65 dBz回波顶高为3.0 km。垂直累积液态含水量由10 kg.m-2增至70 kg.m-2。强降水的雷达回波强度中心值达60 dBz,55 dBz回波顶高为3.7 km6,0 dBz回波顶高为2.2 km。垂直累积液态含水量由15 kg.m-2增加至55 kg.m-2。Doppler雷达产品对冰雹、强降水天气监测预警具有指示意义。

河西走廊一次夏季强沙尘暴的影响系统分析

使用NCEP再分析资料以及高空、地面观测资料和张掖CINRAD—CC天气雷达观测数据对2008年6月13日发生在河西走廊中部的一次强沙尘暴天气进行了连续监测和分析。结果表明：高空冷空气快速东移叠加到地面热低压之上形成对流不稳定，使得中尺度对流系统快速发展；T—LnP图上500～540hPa干暖盖有利于对流层低层不稳定能量的存储和积累，于暖盖是强对流天气发生的重要征兆；沙尘暴发生前对流系统先从低层发展，然后迅速向中层发展；沙尘暴发生后中低层雷达回波减弱；中层回波开始增强，并向下发展，降水增大后，沙尘暴减弱消失；沙尘暴发生在紧邻强回波前面弱回波区域内；地面观测沙尘暴发生、发展、消亡时间与逆风区生消演变密切相关，沙尘天气发生在逆风区范围内，强沙尘暴天气发生在逆风区外层风速大值区的强辐合上升气流中。

多普勒雷达速度图像中逆风区的统计特征分析

多普勒雷达作为一种新型的探测工具。在临近预报，特别是暴雨、冰雹等强对流天气的预警等方面有非常重要的参考价值。而对于多普勒速度场中的逆风区深入研究，有助于识别和判断降水中心区或强对流回波的发展或消散。本文选取太原雷达站2003年～2005年3年的多普勒天气雷达资料进行了普查．重点针对多普勒径向速度场中的逆风区进行研究和统计分析，试图发现逆风区的结构特征、发展演变的规律以及与它们相对应的天气现象之间的关系，这对于发现冰雹云，科学有效地从理论上和技术上指导和改进人工消雹作业也有非常重要的意义。

云南一次短时强降水过程的中尺度特征及成因分析

为揭示云南短时强降水的成因,提高短时强降水的预报准确率,应用常规观测资料、卫星、多普勒雷达和闪电定位资料对2013年6月9-10日发生在云南一次较大范围的短时强降水过程的中尺度特征及成因进行分析,研究表明:冷锋切变线提供动力抬升条件触发不稳定能量释放,诱发短时强降水;高空槽后冷平流的补充南下激发云南金沙江河谷地区中尺度对流系统(MCS)不断生成并南移,使得MCS维持较长时间,为滇中及滇南短时强降水的发生提供有利条件,短时强降水出现在MCS和中尺度对流单体(MCC)云团移向的前部边缘地区;雷达回波资料显示,飑线的维持和移动造成滇南的短时强降水,短时强降水发生在飑线前部的入流槽口处,云南中部的短时强降水与逆风区的形成和维持有直接关系;负地闪频数最大值出现的时间比短时强降水的发生有30 min^3 h左右的提前量,负地闪频数的跃增对短时强降水的预测预警有较好的指示作用。

一次超级单体的雷达回波特征分析

利用万州和重庆两部多普勒天气雷达,对2010年5月6日凌晨重庆地区出现的强对流天气中一个造成严重灾害的风暴进行了分析。结果表明,该风暴具有超级单体特征,在反射率因子上出现了三体散射、有界弱回波(BWER)、悬挂回波,相应的径向速度图上出现了逆风区和中层径向辐合(MARC);另外,液态垂直累积含水量(VIL)跃增,三体散射、中层径向辐合等多普勒雷达回波特征均可为大风冰雹临近预警提供有价值的信息。

一次飑线天气的非常规气象资料特征分析

利用常规及非常规气象资料,对2004年6月7日河北省衡水市的一次飑线进行了分析,发现低涡切变线、地面冷锋是这次强对流天气的影响系统。从红外卫星云图特征看,这次飑线过程属于在较弱的风垂直切变环境下生成的断续线型,多个对流单体构成云线。从雷达回波特征上看其发生发展过程属于后续线型,形成比较典型的弓形回波和逆风区。对比红外卫星云图、闪电定位资料以及雷达回波发现,三种非常规气象资料在系统影响时间、强度变化,移动方向方面具有很好的对应性。

“海棠”影响河南降水雷达回波和中尺度雨团对比分析

使用郑州714CD雷达观测资料,以及2005年刚建立起的河南省乡镇雨量站网资料,配合河南省自动站资料,对0505号台风海棠造成的河南省大范围暴雨、局部特大暴雨过程进行了分析,总结出强降水回波区早于中尺度雨团1个小时左右生成,中尺度雨团早于降水回波减弱消失,稳定少动的强降水回波有利于中尺度雨团的产生和发展;多普勒速度场上,中尺度系统存在的地方有利于强降水回波发展和维持,也有利于中尺度雨团产生和发展;受持续不断45dBz左右强降水回波影响,构成“列车效应”,可造成暴雨甚至是大暴雨过程;对于大范围降水回波,依据乡镇雨量图上中尺度雨团活动规律,分析速度场上中尺度系统如逆风区、辐合区、大风区(低空急流),可以准确预报暴雨落区,发布暴雨预警信号。

陕西关中地区一次突发性暴雨的雷达回波特征分析

利用陕西关中地区46个自动气象站数据、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、西安新一代多普勒天气雷达资料等,对2016年7月18日关中一次突发性暴雨过程进行分析。结果表明:影响此次暴雨的主要因子有西太平洋副热带高压、西北路弱冷空气、切变线、偏南和偏东风急流等。雷达图上,最强回波中心(45～55 dBz)高度在6 km以下,为低质心结构,径向速度图上零速度线呈"S"型,表示低层暖平流,风向辐合辐散和逆风区等特征均有利于短时强降水的发生。逆风区、VIL的峰值与强降水中心区、强回波中心位置有很好的对应关系。当VIL中心值在25～30 kg/m^2时,可能会出现小时雨强超过20 mm的短时强降水。这些结果对预报关中地区突发性暴雨有很好的参考意义。

一次飑线过程的雷达回波分析及其反演风场研究

用常规气象观测资料,中尺度自动气象站资料和多普勒天气雷达资料,对2009年4月15日发生在重庆中西部的飑线过程的进行了分析,发现了"逆风区"在预报中具有一定的提前量。同时通过四维变分(4D-VAR)同化方法反演风场,得到反演的水平风场能较好的反映飑线内部各个发展阶段的对流单体的内部流场结构,同时发现4D-VAR反演风场能较好的反映出飑线不同发展阶段的流场特征。

重庆2008年7月21日强对流天气成因及其特征

对2008年7月21日重庆市一次强对流天气过程进行诊断分析,通过分析天气背景,雷达回波,并应用四维变分同化方法反演风场,研究了强对流天气的发展机制。结果表明:高层冷空气入侵和中低层低涡系统强盛的暖湿气流形成的辐合切变是发生强对流的主要原因。雷达观测具有明显的弱回波区和"逆风区";反演水平风场表现为低层强回波前部有一条辐合上升带,到中层辐合上升带与强回波区重合,高层则对应辐散区;从风场的垂直剖面来看,强对流后部为入流区,到达中部后,形成强烈的上升气流,低层辐合带和强烈的上升气流形成强回波。在前部弱回波区处存在强降水下落形成的出流,该气流与暖湿气流辐合造成了浅薄的出流边界。

一次区域暴雨过程综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月22日河南省南阳市的区域性暴雨天气进行了综合诊断分析,结果表明:此次暴雨过程是中低层的西南涡在高空急流的引导下,沿着河套高压与副高之间的辐合带移出造成的。降雨的水汽供应主要来自对流层中低层,且水汽强辐合出现在强降雨前。随着对流活动的发展,水汽通量和水汽辐合都向高层发展,湿层明显增厚。在整个降雨过程中,700 hPa垂直螺旋度正值中心的位置和强度与西南涡的移动和强弱变化有很好的对应关系,垂直螺旋度正值长轴区与切变线辐合区相吻合,在某种程度上能反映出西南涡的移动和强度的演变;垂直螺旋度强弱的变化与暴雨强度变化基本一致。高层辐散、低层辐合的大气垂直结构能增强大气的抽吸作用,促进垂直上升运动的发展,反之,抑制垂直上升运动,降雨减弱。上、下层负、正垂直螺旋度耦合的结构对暴雨的发生和维持非常有利。在雷达速度PPI上,逆风区的出现预示着局地强降雨的产生。

天山山区中部一次局地暴雨成因分析

利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2C卫星云图及多普勒雷达资料对2010年6月22~23日发生在新疆天山山区的一次短时大暴雨天气过程进行分析。结果表明：（1）高空急流及南亚高压双体型,中层＂2脊1槽＂,南北锋区同相位叠加,低层的急流及明显的风场辐合,冷锋快速东移,为此次暴雨发生提供了较好的环流背景;（2）双通道为研究区输入了一定的水汽,中高层强水汽辐散使低层大面积水汽向研究区辐合,形成较大的水汽通量,导致整层的空气接近饱和,从而为此次暴雨天气提供了强有利的水汽条件;（3）对流云带发展强盛并在本地区上空长时间停留,强回波区的稳定少动,逆风区的出现,是产生短时大暴雨的关键原因,说明此次天气主要是由中小尺度对流系统引起。

2012年7月末天津暴雨过程的扰动特征

利用多普勒雷达和风廓线雷达资料,辅以高分辨率的地面自动气象站资料,对2012年7月25—26日天津地区的一次大暴雨(局部特大暴雨)过程进行扰动特征分析。结果表明:1)大暴雨过程的雷达回波表现为高质心结构,气旋式辐合与对流中上升气流及后侧下沉气流紧密相连,表现出较好的对流组织性,也预示强降雨将持续发展。逆风区的维持与伸展的高度可作为暴雨预报的先兆信号。2)地面辐合线与雷达回波上对流单体出现"列车效应"的区域有很好的一致性。地面形成的气旋性闭合环流和中小尺度环流辐合作用的稳定维持是产生大暴雨的重要因素。3)由风廓线资料可详细分析出暴雨过程中低空急流及边界层急流的扰动过程。在强降雨发生前,急流强度明显增强,与雷达回波上的"列车效应"是一致的,但比雷达更早出现。风廓线资料中低空急流和边界层急流的增强态势,对大暴雨短时临近预报具有很好的指示意义。

一次台风尾流暴雨的多普勒雷达资料特征分析

利用多普勒雷达加密资料对发生在闽南的一次台风尾流暴雨进行中尺度分析。结果表明 ,这次暴雨过程由两阶段暴雨组成 :第一阶段暴雨是由海上形成的中尺度气旋造成的 ;第二阶段暴雨是由切变线上的强辐合及切变线上形成的边界层中尺度气旋造成的。暴雨雨带的形成主要与“逆风区”、气流辐合、边界层急流、切变、地形有关。

“苏迪罗”台风(2015)造成武宁大暴雨过程诊断分析

利用NCEP再分析资料和常规观测资料等,对2015年8月9-10日台风"苏迪罗"引发武宁地区大暴雨而周围地区明显偏小的原因进行分析。结果表明:1)台风"苏迪罗"在江西先西北行而后转北上,移动路径长,滞留时间长,导致武宁出现长达21 h持续降水;2)武宁一直处于台风北侧的东风急流中,急流在不断输送水汽的同时,造成的低空辐合释放不稳定能量对暴雨有利;3)武宁短时强降水发生期间,高层辐散,低层辐合,上升运动深厚而强盛,而周围地区上升运动相对明显偏弱;4)武宁在台风登陆江西前后长时间处于高能量锋区中是产生大暴雨的重要原因;5)武宁强降水期间低层一直处于逆风辐合区是武宁地区降水强于周围地区的另一个重要原因。