多普勒雷达探测冰雹的算法发展与业务应用讨论

目前我国CINRAD WSR 98D SA/SB及部分C波段多普勒雷达内置的算法参数是美国WSR 88D的缺省算法参数,我国业务人员发现由冰雹探测算法得到的冰雹指数产品在实际业务应用中存在过高预报冰雹尤其是强雹发生概率及冰雹尺寸偏大问题。针对此认识,本文首先从算法演变过程说明目前WSR 98D算法中强雹发生概率及冰雹尺寸的缺省参数来自于美国1992年俄克拉荷马和弗罗里达的10 个强雹个例资料集。基于此强雹数据集得到的算法参数本身就高估了强雹概率及冰雹尺寸,即过高预报强雹概率是由算法本身局限性所造成;在不改变当前冰雹探测算法参数设置的情况下,结合前期的冰雹算法,业务上可以使用其他一些环境参数及多普勒雷达探测特征作为强雹预报的辅助判据,如VIL、VIL密度、TBSS等;根据强雹形成物理过程,提出在不失一般性的假设下,-20℃层CAPPI产品上55 dBz范围超过100 km2可以作为快速判断单体降强雹的补充阈值使用。     

新一代天气雷达对局地强风暴预警的改善

介绍美国新一代天气雷达 (WSR 88D)与传统天气雷达在探测和预警局地强风暴方面的评分对比。评分系统采用命中率POD、误警率FAR和警报提前时间。这有助于了解正在布网的我国新一代天气雷达可能带来的对局地强对流风暴预警能力的改善程度。     

2011年龙岩市北部两次冰雹过程分析

利用常规气象探测资料、NCEP/NCAR 1.0°×1.0°再分析资料、自动气象站资料和龙岩天气雷达(CINRAD/SA)等资料.对2011年发生在春季和夏季两次冰雹过程进行分析,找出了春季产生冰雹的天气系统与特征.     

全省雷达探测与分析研讨会在兰召开

为期两天的“全省雷达探测与分析研讨会”12月26日在兰州结束。来自省气象局,兰州高原大气物理研究所,平凉、庆阳地区气象局,华家岭气象站等12个单位的22名代表,就天气测雨雷达及双线偏振天气雷达对降水,特别是强对流天气(雷暴、冰雹)的探测与分析;冰雹预报,人工防雹作业,效果检验;雷达新技术;国外人工防雹雷达探测分析最新动态     

新疆库尔勒-尉犁地区一次冰雹天气过程分析

利用常规气象探测资料和卫星雷达产品,结合库尔勒及其临近区域高密度自动气象站网资料,对2006年5月3日发生在库尔勒—尉犁地区的冰雹天气过程环流背景和雷达回波特征进行初步的分析,为冰雹天气的短时预报、雷达监测和防雹减灾提供了一些参考依据。     

可能降雹多普勒雷达产品特征指标分析

利用位于河北新乐的CINRAD-SA多普勒天气雷达产品,分析了河北中南部地区2D04年的8次冰雹过程,总结了一些冰雹天气的多普勒天气雷达回波特征指标.当回波强度大于等于50 dBz,回波顶高大于等于10 km,垂直累积液态含水量大于等于35 kg/m2时容易降雹,垂直累积液态含水量越大,冰雹直径越大.回波发展初期2～3体扫内,垂直累积液态含水量迅速增大,一般每个体扫增加10～30 kg/m2,这是冰雹独特的特征.冰雹指数为实心正三角时,大多有降雹.     

多普勒雷达中气旋判据及算法的发展与应用

由于超过90%的中气旋伴随着龙卷、强雹、大风等强天气发生,因此中气旋的识别与应用对于准确、实时发布强天气预警具有十分重要的意义。目前我国仅CINRAD WSR—98D SA/SB多普勒雷达内置了美国强风暴实验室开发的中气旋算法,并有相应的中气旋产品,其他型号的多普勒雷达则只能从径向速度图上人工识别中气旋。回顾了中气旋判据演变的三个阶段,对当前业务上使用的第三阶段的中气旋判据存在的问题进行了分析;依据中气旋算法发展历程,介绍了中气旋切变算法、中气旋算法及中气旋探测算法,并对当前业务上使用的中气旋算法得到的产品应用及其存在问题作了讨论。     

福建西部近10年冰雹雷达资料统计分析

收集了福建西部龙岩市境内2001-2010年近10年的冰雹资料,对这些冰雹的时空分布特征进行了分析;同时收集了冰雹天气过程对应的新一代天气雷达资料.对冰雹雷达资料的特征进行对比定性分析,对冰雹雷达资料的一些数据进行统计定量分析.通过分析初步得出了龙岩市境内近10年冰雹的时空分布规律和冰雹的新一代天气雷达资料的一些重要特征和指标,这些分析结论在当地冰雹天气的预报预警和防雹作业等实际业务中具有较好的参考和指导作用.     

文山州两次强冰雹天气的环流背景和雷达产品对比分析

该文通过对2012年8月5日和2012年8月12日2次强冰雹天气的天气背景及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的对比分析,总结出在大范围水汽条件不是很有利的环流背景下,文山州8月冰雹天气在多普勒雷达产品上的表现特征和一些定量指标:回波强度≥55 dBz、≥50dBz的强回波垂直伸展高度≥6 km,垂直液态水含量VIL≥25 kg/m2时,容易产生冰雹天气,注意发布强对流天气预警;强对流降雹天气与逆风区和风的辐合有关,超级单体所在区域均对应着逆风区或是辐合线;冰雹指数产品对冰雹预报有很好的指示作用,降雹概率和强降雹概率达到100%时发布冰雹预警,但是冰雹最大直径与实况偏大,只能作为参考。     

冰雹指数产品剖析及在灾害性强降水预报中的应用

深入研究了新一代天气雷达产品——冰雹指数的算法HDA，并分析讨论了算法的早期版本（7．0）和改进版本（10．0）的设计思路和优缺点，指出冰雹探测算法的思路与预报局地暴雨的思路相似，都是建立在对风暴单体中高反射率因子探测的基础上。据此，首次提出根据不同季节，利用冰雹指数预报灾害性强降水（冰雹和局地暴雨）的设想。通过对大量强降水个例中冰雹指数HI、垂直液态水含量VIL等雷达产品的统计分析和研究，总结了利用冰雹指数预报上海地区灾害性强降水的一些基本方法和算法阈值设置，以期为预报业务部门更好地使用新一代天气雷达导出产品提供一些参考信息。     

WSR-88D常规产品集(RPS)的设置

ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达拥有７０余种产品（包括基本产品和导出产品）,大大提高了对天气现象的探测和预报能力。由于通讯、资料处理与存储等限制,在主用户处理单元（ＰＵＰ）上只能同时获取部分产品。对于不同的天气类型、现象及其不同的落区,各种产品组合的选定显得十分重要。常规产品集（ＲＰＳ）在ＷＳＲ－８８Ｄ的产品生成与分发中起了重要作用,本文对ＲＰＳ的设置作了分析和研究,提出针对不同情况的设置原理方案,并结合上海地区特点给出了实例     

2次大范围强对流天气过程的天气形势和雷达回波对比分析

通过对4月5日和7日天气形势和物理量对比分析,以及南昌WSR-98D产品中的组合反射率(CR)、风暴相对平均径向速度(SRM)等产品的分析,得出江西省春季强对流天气过程发生时的有利天气形势、物理量场分布及多谱勒天气雷达产品特征。     

利用CINRAD WSR-98D探测飑线天气过程

根据南昌CINRAD WSR-98D天气雷达获取的2002年4月5日的平均径向速度场和强度场回波资料，结合当日探空、500hPa及地面天气形势等资料分析发现：2002年4月5日的强风夹带飑线天气过程的发生、发展，在高空、地面天气形势及层结稳定度方面均表现出明显特征，同时在多普勒天气雷达回波上也有明显特征。     

WSR-88D多普勒天气雷达的运行设计和使用情况分析

介绍了上海市气象局ＷＳＲ－８８Ｄ型多普勒天气雷达的架设,通信传输,系统数据流,产品的获取方式,雷达可调参数设置等运行设计,并例举了１９９８年的三个应用实例,表明ＷＳＲ－８８Ｄ对强风暴具有很强的探测能力,通过对风暴的结构和多普勒风场连续演变的分析,在强风暴的短时预报中发挥了明显的作用。     

多普勒天气雷达资料在9806号台风定位中的应用

应用上海中心气象台ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达资料分析了９８０６号台风过程的回波强度图及径向速度图的特征,并结合这两种资料对９８０６号台风跟踪定位及实际应用作了探讨     

基于交叉〖CDF*2〗平行法的双偏振雷达差分反射率硬件定标

双偏振天气雷达具有改善测雨精度及识别降水粒子相态的能力,但其系统自身有可能会对差分反射率因子（ZDR）的测量精度产生明显的偏差,从而降低气象产品的可靠度。美国利用升级为双偏振的WSR 88D进行了大量试验,认为需要校正传输信号在发射和接收通道路径上引起的差异。本文根据其试验报告,以我国研制的车载C波段双偏振多普勒雷达作为试验平台,对比分析后得出产生ZDR系统误差的主要来源为：发射通路、接收通路与天线支路。因此,使用交叉与平行法消除测试信号及设备产生的差异影响,对3部分路径重要节点进行测量并计算出水平、垂直两通道的相对偏差值,进而订正ZDR。其中,天线支路偏差值长期稳定,可相应减少测量次数;发射、接收通路的偏差值会随设备运行产生随机变化,需定期进行测量。以体扫模式最高仰角下的干雪为自然目标物的方法来验证定标的效果,结果表明此方法可较好地订正ZDR的系统误差,为今后偏振雷达业务应用提供了一套消除ZDR系统误差的有效方法。     

上海雷达站NEXRAD的通信与业务流程

介绍美国多普勒天气雷达ＷＳＲ－８８Ｄ数据通信的组成,特点和依据上海的具体情况所建成的系统和业务流程。     

WSR-88D多普勒天气雷达冰雹探测算法及评价

详细介绍了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达冰雹探测算法的设计,使用,并进一步分析该算法存在的优点和不中,最后,指出业务运行中改进的使用步骤和方法,有效地提高了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达探测,预报冰雹的能力。     

利用多普勒雷达数据分析中国华东地区登陆台风轴对称降水特征

利用中国新一代多普勒雷达网温州雷达和台湾气象局五分山雷达资料、地面自动站降水资料,分析2004-2007年登陆中国华东地区的6个台风从登陆前18小时至登陆后6小时的降水结构时空变化特征.环状平均回波分析显示,在台风离陆地较远时,轴对称降水径向廓线呈双峰结构,最大降水位于台风眼墙处,降水次大值位于台风外围雨带处.台风强度越强,最大降水越强,且离台风中心的距离也越近.当台风接近登陆时,其内核区降水有增强的趋势,从登陆前6小时至登陆时,各台风内核区平均降水率的增强倍率在1.3-3.2,且外围降水随时间向台风中心收缩,内缩速率随台风强度增强而减慢.台风登陆后,台风眼被降水填塞,强度快速减弱,同时降水持续内缩,内核区总降水逐渐衰减.此外本文还建立了一个登陆前台风轴对称降水径向廓线模型,该模型能定量地描述降水廓线的双峰结构,模拟结果与实际雷达观测降水廓线的的均方根误差最小为0.46 mm/h,最大为5.3 mm/h.     

青藏高原东北部HDA算法检验评估及参数本地化

利用2006-2011年CINRAD/CD雷达在青藏高原东北部(以下简称高原)探测到的110次强对流风暴过程,运用WSR-88D冰雹探测算法(HDA)计算强冰雹指数(SHI)和最大预期冰雹直径(MEHS)并进行探测效果检验.提出对HDA原默认参数进行本地化并给出本地化方案,明显地改善了探测效果,正确率由85％提高到89％,虚警率由41％降低到21％,临界成功指数由53％升高到75％,MEHS大于观测尺寸的百分比由74％降到33％.结果对CINRAD/CD雷达探测冰雹有重要参考价值.