ECMWF再分析资料在一次强降雹过程物理量诊断分析中的应用

文章利用ERA Interim的0.25°×0.25°再分析资料和常规探空资料,对2013年7月21日内蒙古巴彦淖尔市一次强降雹过程进行物理量诊断分析,考察了再分析资料在此次冰雹天气过程分析中的适用性。结果表明,高分辨率的再分析资料能够较为合理的给出此次冰雹过程发生的不稳定条件、水汽条件、动力条件等环境特征。而实况探空资料由于不满足"临(邻)近"原则,并没有反映出冰雹发生的环境条件。因此,在业务及科研工作中,可以利用ERA Interim再分析资料对某些强对流天气进行诊断分析。     

一次初夏冰雹天气过程的新一代天气雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程,从新一代天气雷达产品的分析入手,剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征,分析表明:四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65dBz的勾状强回波产生,冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征。VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系。     

一次初夏冰雹天气过程的新一代天气雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程,从新一代天气雷达产品的分析入手,剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征,分析表明:四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65 dBz的勾状强回波产生,冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征.VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系.     

低纬高原两次特殊灾害性强对流天气过程分析和比较

在低纬度高原云南,2008年2月28日出现一次冰雹、雷雪天气过程,同年7月2日出现一次大暴雨过程。利用常规观测、卫星云图、雷达回波资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,对上述两次特殊灾害性强对流过程进行分析和比较。结果表明:前一过程由不断东南移的、伴有中γ尺度点状或带状白亮密实对流云团的带状云系所致,后一过程由强中尺度对流复合体MCC云团直接诱发;相比暴雨过程,降雹强雷达回波的尺度范围明显要小,其移动速度明显要快,其中心强度明显要强;前一过程发生在有中低空急流配合的强垂直风切变激发大气层绝对斜压不稳定能量强烈释放环境下,冰雹、雷雪期间对应有弓型和钩状回波结构;后一过程中有干侵入作用和强位势不稳定能量缓慢释放环境;两次过程水汽供应充足,冰雹、雷雪发生在低层水汽辐合缓慢减弱期间,大暴雨发生在低层水汽辐合和中高层水汽辐散量级同时迅速增大期间;强降雹区的最强辐合上升运动中心所在位置比大暴雨区的低,且其中心值是后者的2倍。     

SWAN雷达产品在甘肃河东地区冰雹短临预报中的应用

选取2011年7月发生在甘肃省河东地区的7次冰雹个例,综合分析SWAN系统输出的雷达产品资料的主要特征,提取冰雹天气的雷达产品资料的指标,根据这些指标利用SWAN系统外推算法资料生成冰雹临近预报产品。通过2012年甘肃河东地区的2次冰雹天气过程对与其同时的临近预报产品检验结果表明,预报效果良好,具有较高的业务应用价值。     

2006年陕西两次强对流冰雹天气过程的对比分析

利用TBB资料、NCEP再分析资料、自动气象站资料及多普勒雷达等多种资料,对比分析了2006年初夏和盛夏两次强对流冰雹天气过程的环境场条件和中尺度系统的演变。结果表明,强的不稳定层结和一定的外部抬升力条件是产生强对流天气的共同物理量特征;高层暖、中层冷、低层暖的三层温度平流中心所叠置的区域与降雹区有较好的对应关系,对流层低层的逆温层(干暖盖)更有利于深厚对流活动的产生;适宜的0℃层和-20℃层高度有利于雹粒的增长。流场的尺度分离能够分辨出产生强对流冰雹天气的中尺度系统;地面能量场上表现有中尺度的Ω系统。初夏过程以冰雹、强风为主,盛夏过程冰雹、强降水比较突出;移速快、膨胀迅速的云团易产生冰雹和强风,而移速缓慢、对流合并显著的云团易出现强降水和冰雹。强回波伸展高度越高,入流显著、上升气流强盛的对流系统产生的天气愈剧烈,愈易出现大冰雹。     

乐山初夏冰雹特点浅析

利用气象资料统计分析了乐山冰雹的特点，初夏连晴高温下容易出现冰雹灾害性天气。用雷达探测冰雹的发生、发展情况，并对提高雷达监测冰雹的能力提出了参考建议。     

一次初夏冰雹天气过程的新一代雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程，从新一代天气雷达产品的分析入手，剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征，分析表明：四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65dBz的勾状强回波产生，冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征。VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系。     

四川盆地东北部春夏两次冰雹天气过程对比分析

利用常规气象资料、NECP 1°×1°6小时再分析资料和达州CINRAD/SC多普勒天气雷达资料对出现在四川东北部的两次冰雹天气过程进行了综合分析。分析结果表明,这两次过程都发生在高空西北气流和低层暖空气形成的不稳定层结中,均具有中等到强垂直风切变,为冰雹的出现提供了有利的环境条件;0℃和-20℃层高度是影响冰雹直径的关键因素。从雷达分析得知,"7.19"冰雹为多单体线性风暴,回波结构呈块状分布,具有弱的中气旋,回波悬垂不明显,"4.20"冰雹过程回波结构呈钩状分布,具有回波悬垂和中气旋结构特征。      

西北地区初夏冰雹及其环流背景气候特征

应用西北地区194个气象站1961~2001年初夏6月冰雹日数资料,研究了西北地区初夏冰雹发生日数的时空分布特征,讨论了典型多雹年和少雹年大尺度环流的气候特征。结果表明:西北地区初夏冰雹发生日数最高的地方在天山山脉西端、沿祁连山脉及其以南的青海大部(除柴达木盆地)和甘肃甘南高原等海拔较高的地方。在冰雹发生日数最高的地方年代际变化明显,而在冰雹发生日数偏少的地方年代际变化不明显。另外多雹年和少雹年的北半球极涡中心强度、高原高度场、印缅槽、欧洲环流C型天数等环流特征量以及北半球500 hPa环流形势和OLR场均存在着明显差异。     

“07．7”鄂东南强对流天气的多普勒雷达资料分析

利用武汉多普勒天气雷达资料,对2007年7月27日发生在武汉及其周边部分地区的一次强对流天气过程,特别是引起武汉、洪湖的冰雹和地面大风灾害的2个强风暴（A、B）进行了详细分析,得到如下结论：（1）这次强对流天气的主要天气背景是,副热带高压西侧强烈的西南气流诱发了中小尺度扰动,强的低层垂直风切变,大的垂直不稳定,低层较干和中高层更干的水汽条件。（2）产生灾害性天气的对流系统最初是一条近乎南北向的断续型对流带,强风暴A和B在其成熟阶段都有低层弱回波和中高层悬垂回波结构,最大回波强度均大于60dBz;风暴A在其崩溃阶段,近地面径向速度迅速增大,随其北移．造成武汉市黄陂区大风灾害;风暴B在平均径向速度图上存在明显的中层气流辐合（MARC）,是即将出现地面强辐散风的标识。（3）强回波中心高度迅速降低是地面灾害性天气发生的标识,VIL密度比VIL本身更能反映风暴的强度,特别是当因雷达扫描策略的影响导致探测不到风暴顶或风暴底时。（4）在用冰雹探测算法（HDA）探测冰雹时,要注意修改可调参数．特别是0℃和-20℃环境温度的高度．这样才能大大降低冰雹误报率。     

暴雨和雹暴个例中闪电特征对比

暴雨与雹暴过程中对应的闪电活动特征显著不同,为了对比这两类对流过程中的闪电活动特征差异,该文选取了两种比较有代表性的雷暴个例——暴雨过程和雹暴过程,利用全闪（包括云闪与地闪）定位数据,分析了两者闪电活动特征以及闪电活动与对流降水之间的关系。研究发现:暴雨过程中地闪频次和正地闪比例均低于雹暴过程;相对于暴雨过程,雹暴过程的主正电荷区放电高度更高,主正电荷区所处的温度偏低;暴雨过程中,总闪频次与对流降水量、总闪频次与对流降水强度的相关性均优于雹暴过程。总体而言,雹暴过程中闪电活动特征及其与降水的关系更为复杂,这可能与雹暴过程具有更为复杂的动力和冰相过程有关。     

旬邑冰雹云的数值模拟及累积带特征

在中国科学院大气物理研究所三维完全弹性冰雹云模式的基础上,把雨滴冻结过程作了进一步改进,增加了雨滴冻结成霰的过程.并利用改进后的模式模拟了陕西省旬邑县1999年7月17日的冰雹云个例,发现该例雹云中冰雹胚胎主要是冻滴,在雹云发展的初期阶段雹云中存在过冷雨水累积带,并且该处是雹胚产生的主要区域,雹块的增长主要通过雹与云水的碰并过程增长.对旬邑县1997～1999年14例冰雹云过程的模拟结果表明,旬邑冰雹云中冰雹胚胎以冻滴为主,绝大多数冰雹云都存在过冷雨水累积带,累积带维持时间约6 min,厚度4 km左右.     

基于X波段双线偏振雷达的贵州威宁雹胚演变特征研究

为探究贵州省威宁地区雹暴过程中雹胚粒子的演变特征,本文在对X波段双线偏振雷达数据经过退折叠、滤波、自适应衰减订正后,运用Barnes插值方法对偏振参量进行插值,并结合模糊逻辑算法进行水成物粒子识别,然后对威宁县的两次典型雹暴过程进行了系统的分析,得到以下结论:(1)两次过程中高密度霰的来源均为冰晶聚合物和冻滴,低密度霰...     

广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征

选取2004—2012年广东省12个大冰雹风暴单体为样本,利用多普勒天气雷达资料,计算了最大反射率因子及其高度等多个雷达参数,分析了三体散射、旁瓣回波和环境温度层上回波特征以及大冰雹与非冰雹风暴单体间的反射率因子垂直廓线差异。结果表明:大冰雹风暴单体发展均非常旺盛,最大反射因子多超过65 dBZ,对应高度几乎都达到5 km。除受周围大范围雷达回波影响外,大冰雹风暴单体均观测到了三体散射或旁瓣回波特征,并具有一定的预报提前量;在0℃和-20℃层高度上的最大反射率因子均超过54 dBZ。大冰雹风暴单体与非冰雹风暴单体相比,低层回波迅速增加,强核心区垂直伸展更深厚,回波垂直递减率更小。     

平凉冰雹云回波特征分析

用大量实测冰雹云过程回波资料,根据地面降雹大小和灾情统计资料,分析了200多例不同冰雹云的回波顶高、回波面积随反射率Ze变化的回波特征参量和各高度层反射率强度分布结构模型。表明在不同的冰雹云过程中,Ze≥30dBz的回波特征参量有明显差别,用这些强回波特征参量对认识强对流云的演变过程和识别冰雹有较大优势。     

三雷达、双雷达反演降雹超级单体风暴三维风场结构特征研究

为研究降雹超级单体风暴的三维结构特征,利用厦门、龙岩、梅州3部新一代天气雷达（CINRAD/SA）基数据,采用基于动态地球坐标系的双雷达和三雷达三维风场反演技术,分析了2016年4月8日傍晚福建省南部漳州地区出现的一次冰雹过程的回波强度、三维风场及相关物理量分布变化。主要结果为：（1）冰雹云初生、发展阶段,低层水平流场出现气旋性辐合,云体内部形成较强的上升运动。（2）冰雹云强盛阶段,回波顶高度达16 km,其中大于60 dBz的回波高度由5.3 km发展至9 km,最强回波达74.5 dBz,伴随出现最长达25 km的三体散射长钉回波和32.7 km的旁瓣回波。低层水平维持气旋性流场的同时,高层出现反气旋性流场。4-8 km高度内,大于20 m/s的强上升气流持续近37 min。最大垂直速度达51.06 m/s,出现在超级单体悬垂部（约7.5 km高度处）。（3）降雹时段,出现明显的下沉气流。降雹超级单体的三维流场结构表现为：风暴移向前沿低层气旋性气流进入风暴后逐渐倾斜上升,到达风暴顶形成反气旋性气流,并逐渐向下形成下沉气流。（4）系统减弱阶段,出现系统性下沉气流,强回波底及地。双雷达和三雷达能较好地反演降雹超级单体的三维风场精细结构,有助于加深对冰雹云结构的认识进而提高冰雹预报能力。     

Climatology of severe hailstorms in Great Britain

The annual and seasonal frequency, geographical distribution, and intensity of British hailstorms are examined. In 1986, the Tornado and Storm Research Organisation (TORRO) developed a Hailstorm Intensity Scale to characterise around 2500 hailstorms known to have occurred in Great Britain since the first documented hailstorm event of 1141 AD. The most intense British hailstorm reached intensity H8 on the TORRO international scale which extends from intensities H0 to H10. This paper focuses on over 800 hailstorms that reached TORRO intensity of H3 or more, the “severe” category. Analyses are presented for the historical period and the most recent 50-year period, 1950 to 1999. Consideration is given to examining the 50 most intense hailstorms (TORRO intensity H5–6 or more) known to have occurred in Britain since 1650. These storms all occurred between the months of May and September with a well-defined peak during July. These exceptional storms typically followed a track from the S, SSW or SW to the N, NNE or NE with a swath length of 25 km or more (reaching 335 km in one case) and a swath width sometimes in excess of 10 km.     

Characteristics of the two active stages of lightning activity in two hailstorms

Two hailstorms that occurred in Beijing and Tianjin, respectively, are investigated, based mainly on the total lightning data observed by the System d’Alerte Fondre par Interferometric Radioelecctrique (SAFIR3000), the cloud-to-ground (CG) lightning data of a CG lightning location system, and the echo data of a Doppler radar. Both hailstorms exhibited two lightning frequency peaks: the first was before the hailfall and the second was after the hailfall, with the second peak greater than the first. The dominant polarity of the CG lightning was positive in the stage around the first frequency peak, but changed to negative in the stage around the second frequency peak. The evolution of radar echoes and the height distribution of lightning radiation sources are explored, revealing that both hailstorms had stronger convection and the main positive charge occurred at mid levels during the stage around the first frequency peak. However, whilst the Beijing hailstorm experienced the enhancement of convection, with the main positive charge at upper levels around the second frequency peak, the Tianjin hailstorm generated its second frequency peak during the period when the convection kept weakening and the main positive charge dropped to mid–lower levels. Through evaluation of the radar parameters, we investigate the mechanisms responsible for the second stage of active lightning discharge. Furthermore, the lightning activity exhibited a close relationship with radar echo parameters and hailfall. Lightning jump signals were found before the hailfall and were associated with the change ratio of the 40-dBZ echo volume above the ?15°C level, which demonstrates the application value of lightning data in severe weather warning.     

2012年新疆喀什一次罕见冰雹天气的中尺度特征

2012年5月23日午后到夜间喀什地区8县市19个乡镇发生了有气象记录以来罕见的大范围冰雹天气过程。本文利用常规观测资料和新疆喀什多普勒天气雷达资料,分析了冰雹发生的中尺度天气特征。结果表明：对流系统为中-γ尺度,下垫面热力不均匀和水汽分布不均匀是此次强对流天气发生的主要原因。冰雹天气热力作用显著,热力参数CAPE和LI值的高低中心与冰雹天气的发生区域对应较好,且CAPE（LI）随时间增大（减小）;弱的垂直风切变、垂直涡度与倾斜涡度发展是造成大范围雹暴的层结特征;线性多单体风暴、低层弱回波区、低层反射率因子高梯度区是主要回波特征,VIL的跃增对新疆喀什冰雹的临近预报有一定指示意义。