天山南侧喀什地区冰雹潜势预报及预警指标的研究

利用2008-2017年5~8月天山南侧喀什地区气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,喀什探空站08时、20时探空资料,喀什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,归纳出冰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以0℃层高度、-20℃层高度、冻结层厚度、全总指数、杰弗逊指数、K指数、沙氏指数为代表的冰雹预报指标,以及以回波顶高及其与当日0℃层高度差、40~50 dBZ回波高度及其与当日0℃层高度差、组合反射率、垂直积分液态水含量为代表的雷达特征预警指标。     

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.     

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。     

云南滇中地区强对流雷达回波统计分析

为了更好地开展强对流监测、预警和开展人工防雹作业指挥工作,通过对2006年至2012年昆明多普勒雷达观测的1 148幅回波和234个降雹过程进行了收集和整理,从人工防雹作业指挥判别雹云的角度,对雷达回波的强度、高度和VIL等要素进行了统计分析。统计分析表明,云南滇中地区强对流发展强度强、高度高;虽然仅通过VIL跃升值难以判别强对流云体能否产生降雹,但冰雹云发展存在明显的VIL跃升,进而得出了强对流云体的VIL跃升值(前后两回波的VIL差值)是否超过35 kg/m~2,可以作为强对流云体能否产生降雹的指标这一结论。     

多普勒雷达资料在人工防雹作业中的应用分析

利用多普勒雷达回波资料分析2007年6月23日贵州黔西南州一次高炮消雹作业过程,表明高炮消雹作业的效果是显著的。作业前后,回波在强度、高度和形态面积上都有明显变化,作业有效地扼制了雹云的发展,化雹为雨,起到了防灾减灾的作用。     

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。     

利用气象数值产品研究冰雹的短期预报

利用黔西南州历史降雹日的数值产品格点资料,通过相似分析建立5种类型降雹天气的数值格点样本,当每天实时数值预报产品格点资料到达后,计算机自动计算它们与降雹样本相似距离,如达到冰雹预报指标,则筛选出最相似历史降雹个例作为冰雹预报输出。     

一次飑线过程的雷达产品特征分析

利用M ICAPS和文山多普勒天气雷达资料,对2008年4月14日夜间到4月15日凌晨滇东南飑线过程的天气背景,多普勒雷达回波强度、径向速度、垂直液态水含量、冰雹指数等雷达产品进行分析。结果表明,飑线回波带上对流单体发展旺盛时,对应的速度场上有逆风区、辐合系统、中气旋等中尺度系统存在。对流单体在飑线中可发展为成熟的超级单体,可造成局地冰雹。可根据VIL值和H I的降雹概率确定大多数强对流风暴的位置,辨别带有冰雹的强风暴,为强对流天气做短时临近预警、预报。     

2008年7月10日曲靖市强冰雹天气过程分析

使用常规气象资料、卫星云图、闪电和雷达回波资料分析2008年7月10日发生在曲靖市的强降雹过程,分析得出:7月10日的降雹天气是在两高辐合的背景下,曲靖位于辐合区边缘,其影响系统主要为700 hPa弱的偏南气流和地面弱冷空气,静止锋加强。此次过程物理量场符合上干冷、下暖湿的降雹条件。雷达回波有典型的"v"型缺口特征,在冰雹云的发展过程中多次出现合并导致能量加强的情况。在降雹过程中,闪电频次、正负闪比例、闪电密度有一定的相关性。     

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))。     

春季一次典型强对流单体降雹雷达产品特征分析

利用文山新一代天气雷达回波资料及PUP提供的雷达产品对2008年4月12日下午发生在文山州东北部的强对流降雹过程进行分析。结果表明：此次强对流风暴表现为一带状单体强降雹回波分裂为2条EN-W S向带状强对流回波带。在两条带状回波沿雷达径向的伸展方向又有多个强对流回波单体的生成发展。在强对流发展旺盛阶段一直有风向辐合和逆风区伴随。最大回波强度达61.2 dB z,≥50 dB z的强回波高度,最高≥10 km,回波垂直伸展高度大于13 km,最高≥16 km。在强对流风暴发展旺盛阶段,相应的垂直液态水含量和密度分别超过50kg/m2和10 kg/m2,最大达55 kg/m2。强降雹过程具有非常典型的冰雹云回波特征：＂V＂型缺口、回波悬垂结构、回波墙及有界弱回波区非常明显。     

滇西南两次飑线过程的地闪演变特征分析

利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星资料对发生在滇西南的两次台风低压西行形成飑线过程的地闪变化特征进行了对比分析,结果表明：2次飑线过程均以负地闪占主导地位,“7．17”过程正、负地闪频数峰值均出现在飑线成熟阶段,正地闪峰值超前于负地闪峰值10～15min;正、负地闪集中发生在冷中心区后侧的温度梯度大值区和辐合线附近回波强度t〉40dBz、回波顶高≥12km的强回波区域;“9．22”过程正地闪频数呈单峰型变化,负地闪出现3个峰值,对应着3次飑线发展,密集负地闪出现在前侧TBB温度梯度大值区和强回波区左后侧强度≥40dBz、回波顶高≥12km的强回波区;负地闪减弱阶段正地闪开始活跃正地闪出现在后侧冷云中心。两次飑线过程中-10℃层回波强度的跃增总超前于负地闪的跃增6—30min左右。     

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。     

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。     

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.     

“2003.8.2”滇中石林县冰雹过程多普勒雷达回波特征分析

2003年8月2日石林县强对流冰雹天气过程是强大的辐合抬升,高能高湿的不稳定条件所造成。回波分析表明,此次冰雹天气过程出现了两种典型的雹云,即合并型雹云和传播型雹云。本文对这两类雹云回波的速度场、强度场和VIL值的特征量进行了详细分析。     

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。