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。     

近10年石屏县冰雹的气候特征及降雹预警指标研究

利用石屏冰雹灾情、高空、EC细网格、雷达等资料,分析了2011～2020年石屏县冰雹的气候特征、冰雹发生前的环境场特征、雷达回波产品特征。通过对46个冰雹个例的分析,得出适合石屏县降雹的综合预报预警指标:冬春季(1～5月),受南支槽天气系统影响并有静止锋或冷空气配合,700 hPa比湿≥5(g·kg~(-1))、K指数≥30℃、SI指数≤2.1、T_(850)-T_(500)≥22℃、H_0≥3.7 km、H_(-20)≥6.6km;夏秋季(6～9月)受辐合切变、低压外围偏东气流、副高外围东北气流、西行台风外围云系等天气系统影响,700 hPa比湿≥9(g·kg~(-1))、K指数≥36℃、SI指数≤1.1、T_(850)-T_(500)≥21℃、H_0≥5.0 km、H_(-20)≥8.1 km;雷达回波伸展高度(H_(45)dBz)≥6.0 km,≥45 dBz反射率因子顶高到达或穿越-20℃等温度层,VIL≥8.0(kg·m~(-2))。     

库尔勒市2015年两次冰雹天气成因及雷达回波特征对比分析

利用常规探测资料、库尔勒多普勒天气雷达、风云2E静止卫星以及NCEP/NCAR提供的0.5°×0.5°再分析资料，对2015年发生在库尔勒市的两次冰雹天气从天气形势、环境背景及强对流云团结构等方面进行了成因分析，并重点对比了雷达回波特征。结果表明：4月17日冰雹天气为弱短波槽影响,系统浅薄，6月1日为低涡降雹，系统深厚。两次冰雹共性特征很多：在冰雹发生前，有强的垂直风切变，0 ℃层和-20 ℃层高度适宜且之间伴有浅薄的饱和湿层。通过塔里木盆地东南缘水汽的输送，云团在天山南麓及切变线附近合并降雹是这两次冰雹最突出的特征。雷达图中冰雹云发展中强回波中心值＞55 dBz，配合有逆风区，存在明显的回波悬垂和弱回波区，强的垂直风切变是其发展和维持的主要原因。冰雹云形成于云顶亮温＜-50 ℃的冷云盖东南边缘的云团合并处附近，并且主要沿中低层平均风方向移动。     

滇中一次人工防雹过程的雷达回波对比分析

为了研究滇中地区冰雹云的回波特征及防雹效果情况,本文基于昆明新一代天气多普勒天气雷达资料,对2016年8月11日发生在马龙、双柏的作业回波和峨山县的强对流回波演变特征进行了对比分析,结果表明:当回波强度出现跃增、强中心高度保持在4 km以上,同时30 dBz回波高度与回波强度和强中心高度的跃增相对应,回波顶高超过16 km,垂直液态含水量VIL达到20 kg以上时,是冰雹发生的重要物理量临界指标。本次过程中,马龙、双柏在最佳时机开展了人工防雹作业,有效抑制了回波的发展。峨山县由于未进行人影作业,产生了降雹天气,致使烤烟受灾。此次对比分析发现,中尺度特征等部分冰雹云共性指标时效性较差,其他地区的冰雹预报指标并不完全适用,本地总结得出的多普勒雷达指标实用性更高,30 dBz回波高度代表了冰雹云的过冷水区中大粒子的发展情况,其与回波强度和强中心高度的跃增对应关系较好。对于强对流回波,人工防雹作业的开展与否其结果截然不同,这表明人工影响天气是目前防灾减灾的重要手段之一。     

地面辐合线锋生激发黔西南州冰雹天气的个例分析

本文利用NCEP\NCAR1°×1°资料、实况观测资料及黔西南州多普勒雷达资料,对2012年4月19日傍晚发生在黔西南州的一次冰雹天气进行了诊断分析。分析表明:低层切变和地面辐合线是本次冰雹天气的主要影响系统;北部发生在对流性不稳定层结中,0℃层高度满足冰雹发生的环境;偏北路径弱冷空气南下激发了地面辐合线锋生,促使对流不稳定能量释放,产生对流;在多普勒雷达图上发生冰雹时出现了有界的弱回波及悬垂回波特征。     

昆明地区冰雹灾害事件的大气层结特征分析

针对昆明地区近10年烤烟种植冰雹灾害事件,分析了5～9月209个中度以上冰雹灾害事件的时空分布,用历史高空探测秒级数据,分析0℃层、-6～-8℃层、-20℃层高度和0～-20℃层负温区厚度的变化特征,从环境条件及层结特征的角度出发,对其产生的大气层结特征进行了分析,结果表明:(1)昆明地区冰雹灾害事件分布极不均匀,7月第五候至8月第三候是冰雹灾害重点防御阶段,人工防雹火箭弹爆炸点平均海拔高度4 500～4 900 m为宜;(2)0℃层平均高度呈单峰型分布,月平均高度排列顺序为7月8月9月6月5月,0～-20℃层负温区平均厚度3 515 m;(3)冰雹事件的ΔT_(75)值为10～19℃,75%以上介于13～16℃;ΔTd_(75)值75%以上介于15～27℃,冰雹事件"上冷下暖"、"上干下湿"的层结特征明显。     

2011年浙江梅雨期2次强对流天气对比分析

强对流天气是浙江省主要的灾害性天气之一.利用常规观测资料,Micaps、多普勒雷达等资料,对浙江省2011年梅雨期2次强对流过程进行对比分析,结果表明：6月9日强对流,主要表现为冰雹和雷雨大风;6月18日强对流,主要表现为短时强降水.天气形势上,前者为西风槽型,后者为大陆高压型,2次过程都对应一支西南急流,显然后者的强度更大.探空和对流指数上,前者上干下湿,不稳定条件和对流指数优于后者.雷达回波图上,前者中高层强回波悬垂,出现＂穹隆＂结构,强回波平均高度和垂直积分液态含水量明显高于后者,后者为回波结构致密,低质心高效率的强降水回波.     

1960-2010年中国西南地区0 ℃层高度变化特征

使用西南地区1960-2010 年14 探空站高空气象资料和对应的14 个地面观测站的5 个气温要素和2 个降水要素资料,通过Mann-Kendall 检验,线性趋势法、相关分析法及R/S 分析方法,分析了西南地区0 ℃层高度的时间变化特征和空间分布情况以及0 ℃层高度与气温、降水、海拔的相关性分析,并预测了0 ℃层高度未来变化趋势及持续性强度。结果表明:(1) 西南地区0 ℃层高度年代际变化表现为自20 世纪70 年代后突然降低之后逐渐升高的趋势,各季节年代际变化也不尽相同;(2) 西南地区0 ℃层高度在年际变化方面,在全年、秋季和冬季处于上升趋势,以冬季变化趋势最为明显且通过了显著性检验,春季和夏季处于不明显的下降趋势;(3) 西南地区0 ℃层高度的空间分布表现为由南向北逐渐降低的趋势,夏季较为均匀,从年际变化空间分布来看,年、季节变化空间差异也比较明显;(4) 西南地区各气温和降水要素表现出非常明显的空间差异,与降水各要素相比较,气温各要素与0 ℃层高度相关性更显著;从0 ℃层高度与海拔高度相关性来看,夏季0 ℃层高度与海拔高度相关性最好,而与其他季节及年的相关性不明显。(5) 未来趋势预测表明,西南地区年、季节0 ℃层高度变化趋势与过去一致,并且大部分站点保持较强的持续性。     

滇西北高原区域性冰雹过程的雷达产品分析

利用丽江新一代天气雷达回波资料并结合常规资料,对2010年7月31日发生在丽江市、维西县的一次强对流天气进行分析。结果表明:青藏高压底部偏东气流强,结合滇西北区域的辐合区及地面冷空气,形成了有利于冰雹天气发生的天气背景;在基本反射率因子图上冰雹云回波单体的强度值都大于50 d Bz,最大值达到63d Bz,其外形结构为"点状";在VCS(Vertical Cross Section)垂直剖面图中冰雹云回波单体的强回波核高度在8km左右,且出现了悬垂状、弱回波区、回波墙等结构特征;逆风区和低层风速的辐合是本次冰雹过程中径向速度场中的主要特点;冰雹指数产品中大三角形的出现可以作为冰雹预警的一个指示性标志;降雹前VIL值都有不同程度的跃增,跃增达到最大值后地面降雹,降雹时的VIL值在23 kg/m2以上,系统减弱后VIL值开始减小。     

中国西北地区近50年夏季0 ℃层高度及气温时空变化特征

采用1960-2009 年112 个地面观测站和21 个探空站气象资料,分析中国西北地区近50 年夏季0 ℃层高度和平均气温变化趋势。结果表明：西北地区近50 年来夏季0 ℃层高度平均值为4675.7 m,在1987 年以前表现为下降趋势,平均每年下降5.6 m,而1987 年以后表现为显著的上升趋势,平均每年上升2.6 m;夏季平均气温与0 ℃层高度变化趋势大致相同,西北气候显著转型前后表现出相反的变化趋势,且1987 年以来夏季平均气温增加急剧,平均每10 年上升0.53 ℃。1960 年以来夏季0 ℃层高度在北京时间08 时该区大部分地区表现出显著的上升趋势,而在20时大部分地区表现出相反的变化趋势,1987 年以来在08 时和20 时大部分地区夏季0 ℃层高度都为上升趋势;50 年来大部分地区夏季平均气温都表现为上升趋势,乌鲁木齐和秦巴山地则表现为显著的下降趋势。西北不同气候区的夏季0 ℃层高度和平均气温变化也有一定的差异。西北地区夏季0 ℃层高度和平均气温具有较好相关性,东部季风区相关性最差,青藏高寒区最好。     

南疆2011年5月一次强冰雹天气的综合分析

综合分析了2011年5月24日发生在南疆五团境内的一次强冰雹天气。结果表明,冰雹天气是在有利的天气背景下发生的,冰雹区上空的辐合上升运动为冰雹出现提供了动力抬升条件。L波段高空探测秒数据显示,雹暴发生前中低层风速明显增大并有暖平流。冰雹发生地存在层结不稳定和能量堆积。强雹暴的回波特点是,组合反射率因子CR长时间维持在50 dBZ以上,伴有弱回波区,液态水含量密度最高达4.0 g·m-3,垂直高度接近12 km。     

乌鲁木齐市城区和郊区气温分布及廓线特征

利用乌鲁木齐市5座100 m气象塔10层气温观测资料，通过统计方法详细分析了乌鲁木齐市城区和郊区近地层不同高度气温季节变化和日变化特征。研究表明：乌鲁木齐市四季均存在逆温，北郊逆温最明显。近地层100 m内主城区气温日较差较小，约为3.5～5.5 ℃；郊区气温日较差较大，约为4.2～7.0 ℃。夏季郊区气温高于城区，冬季北郊气温最低、南郊最高；白天大气基本上为超绝热不稳定状态，夜间城区气温高于郊区。春、秋季，白天城区和郊区温差小、夜间大，且愈近地面温差愈大；春季城区与南郊温差可达2.4 ℃、秋季可达3 ℃。城区和郊区各季节各层最高气温与最低气温出现时间几乎不同步达到。夏季、秋季、冬季和春季最高气温分别约在17:00～18:10、16:00～17:20、14:30～15:50（北郊滞后1.5 h）、17:00～18:00（南郊提前1.5 h）出现，最低气温分别约在7:10～8:20、8:00～9:00、冬季为多个时段（这与出现逆温有关）、7:30～8:40出现。     

静止气象卫星资料在白天海雾动态监测中的应用

利用国产静止气象卫星FY2E数据建立白天海雾监测算法,利用VIS通道反射率实现海面与云雾区分离,利用IR1通道估算云高实现中高云与低层云雾的分离,利用VIS、IR1、IR4波段构建雾判识指数初步实现海雾与低云的分离,利用平滑稳定度指数进一步实现海雾与低云的分离,最终得到的海雾监测小时产品。根据2014年1~5月份广东沿海13个海雾监站点的实测数据,对本算法所得海雾产品进行精度检验,计算得到检测率POD为92.7%,检率FAR为29.4%,总体精度为64.7%。个例分析可知,静止卫星资料因其具备较高的时间分辨率,可较好实现对海雾过程的连续、动态监测。     

喀什地区降水（雨雪）的日变化特征

利用2010—2017年1~12月新疆喀什地区10个气象站逐小时降水资料，分析统计喀什地区近8 a降雨雪（以下统称降水）日变化特征。结果表明：（1） 喀什地区全年降水量和降水频次日变化存在明显的波动，总体上呈现“正弦波”一峰一谷特征，降水量峰值出现在03:00（北京时，下同），谷值出现在18:00；降水频次峰值出现在04:00，谷值出现在18:00；两者峰谷值出现时间接近。（2） 2010—2017年喀什地区全年降水量和降水频次呈明显的增加趋势；而降水强度年际变化趋于平缓，无明显变化。（3） 降水强度日变化趋势与降水量、降水频次并不存在一致性。（4） 喀什地区全年降水主要以短时段降水为主，其中，持续1 h降水次数为最大值，但降水量和贡献率最大值却同出现在2 h和6 h持续降水中。全年降水主要以后半夜和上午开始的降水过程为主导，且仍主要为短时段降水。     

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≥43 kg/m2,降雹前VIL出现明显的跃增,一个体扫时间VIL跃增值≥5 kg/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.     

应用雷达数据产品初评飞机增雪早期催化效果

 应用新一代天气雷达数据资料,结合飞机定位播撒,在目标云体上截取一个作业区,同时在作业区两侧设立2个对比区,计算3个区域的雷达强度数值。随着雷达观测的继续,可以得到3条雷达强度随时间变化的曲线。对比分析3条曲线的变化趋势,初步得出：飞行播撒催化剂后,作业区、扩散区较上风方的自然区,雷达回波强度值有明显增强趋势。本文应用2007年12月26日的新一代天气雷达回波数据、雷达站上游气象探空以及人工增雪飞机播撒催化剂的航迹等资料,针对新疆冬季层状云的早期催化效果评估,作者设计了新的检验模式,进行了定量化计算。具体方法为：（1）在雷达的平显气象回波（PPI）上,截取一段飞机播撒催化剂航迹;（2）设定宽10 km的带状航迹为“播撒区”,代表播撒状态下云的演变;上风方宽10 km的区域为“对比区A”,代表自然状态下云的演变;下风方宽10 km的区域为“对比区B”,代表扩散状态下云的演变;（3）分别计算3个区域的雷达回波强度（dbz）总值。随着雷达观测的继续,可以得到雷达回波强度（dbz）随时间变化的3条曲线;（4）对比分析3条曲线的变化趋势,初步得出结论：人工增雪飞机进行播撒催化剂后,作业区及“对比区B”的回波强度总值,比“对比区A”的回波强度总值,有明显地增强趋势。     

塔克拉玛干沙漠东南缘沙尘暴过程中近地表沙尘水平通量观测研究

沙漠是重要的沙尘源区,沙漠地区近地表水平输送的沙尘物质通量及其随高度的变化是沙尘输送过程的重要特征。在塔克拉玛干沙漠东南缘若羌平坦沙地的风沙观测场,利用BSNE集沙仪对沙尘暴天气过程中近地表2 m内不同高度沙尘物质的水平输送进行了观测,对其随高度变化特征进行了分析,并对近地表水平运动的沙尘通量进行了计算。结果表明:观测点沙尘物质的水平通量随高度的增加而减小,与高度的关系可用幂函数表示;约66%的沙尘在地表50 cm高度以内传输;80%的沙尘在地表100 cm高度以内传输;观测点2009—2010年12次沙尘暴天气过程,通过0～2 m高度的单宽总输沙量为3 627.9 kg·m-1,PM80、PM50的输送量分别为1 430.4 kg·m-1、216.2 kg·m-1。     

层状云微物理属性垂直分布的季节变化——以新疆地区为例

利用CloudSat卫星资料2B-CLDCLASS和2B-CWC-RVOD数据集,分别揭示了层云与层积云的云粒子等效半径、数浓度及含水量等微物理属性的垂直分布特征及其季节变化规律。结果表明：层云所在的云层高度比层积云高,特别是春季,层云可以延伸到11.0 km处,而层积云云层所在高度最高出现在夏季,最高延伸到8.5 km处。层云中的冰水分布在1.0~11.0 km,液态水分布在0~9.0 km,而层积云的冰水和液态水均分布在0~9.0 km。层云与层积云的冰粒子等效半径、水云粒子数浓度、液态水含量呈现随云层高度的增加而减小的趋势,冰粒子数浓度随云层高度增加呈增大趋势,冰水含量呈峰值分布,峰值出现在6~10 km范围内。各季节层积云粒子等效半径、粒子数浓度及水含量的最大值均大于层云的对应值,从这方面看,层积云更适合作人工增水对象。