河北廊坊冰雹天气特征统计分析

利用1964 2015年气象观测资料对河北廊坊冰雹天气的时空分布特征进行分析,并利用MICAPS资料、北京探空资料及多普勒雷达资料研究了廊坊冰雹日的天气形势、物理量特性及雷达回波特征。结果表明:廊坊冰雹日数整体呈下降趋势,20世纪80年代末至90年代初降雹达到高峰期。冰雹天气主要发生在15 19时,多持续1~5 min。廊坊冰雹有明显的地域特征,西北部较多。降雹日500 h Pa环流形势有4类,并对应3种地面形势。对预报冰雹天气有指导意义的物理量参数阈值为:冰雹开始前对流层中下层存在逆温层或等温层;对流参数SI指数或LI指数0,中低层假相当位温随高度减小;0℃层高度多为3050~4702 gpm,-20℃层高度多为5996~8332 gpm,850 h Pa与500 h Pa温差为27~32℃,低层有大的垂直风切变,近地面925 h Pa垂直风切变为5.5~15.0 m·s-1·km-1。此外,廊坊冰雹云回波有块状单体和飑线两种结构,回波中心强度普遍大于60 d Bz,垂直结构上均有悬垂回波,速度场为逆风区或旋转速度12 m·s-1的弱切变,VIL普遍大于35 kg·m-2,ET普遍大于11 km。     

南疆阿克苏冰雹天气的判识指标研究

利用常规气象资料和CINRAD/CC雷达资料对2009~2012年34个冰雹天气个例进行了分析,统计归纳出南疆阿克苏冰雹天气发生前的环境条件和雹云雷达回波判识指标。结果表明:冰雹发生前期,当850 hPa与500 hPa温差≥30℃,地面露点温度≥10.2℃时,预示冰雹天气发生的可能性较大;对流有效位能在冰雹尺寸相对较大(≥10 mm)时指示效果较好,但对小范围局地冰雹的预报具有一定局限性;0~6 km较弱的垂直风切变也能形成冰雹天气;适宜的0℃层和-20℃层高度有利于冰雹的产生。雹云雷达回波具有的特征:组合反射率因子达到50 dBZ以上;径向速度场往往伴有逆风区出现,部分还出现风暴顶辐散特征;45 dBZ强回波核高度≥9 km,垂直剖面出现前悬回波、穹窿等冰雹特征回波;回波顶高6~8月超过12 km,5月和9月超过11 km;垂直积分液态水含量阈值5月为18 kg·m-2,其它月份为30 kg·m-2;冰雹指数产品至少持续5个体扫出现实心大三角标识。     

河西走廊中部冰雹天气的环流和多普勒雷达产品特征分析

根据1980—2006年500 hPa天气图及地面观测资料,对河西走廊中部降雹天气总结出了两种典型环流形势,并用2005—2006年多普勒雷达产品资料分析了这两种典型天气背景场下冰雹天气反射率因子、经向速度、垂直剖面、回波顶高度、垂直液态水含量、速度方位显示风廓线等物理量的变化特征,同时对冰雹指数产品在临近预报应用中的误差进行了分析。结果表明:河西走廊中部强降雹与具有强高悬垂结构的飑线和超级单体相联系,回波顶高度、垂直液态水含量对冰雹强度和持续时间指示性好;用强冰雹指数计算的冰雹尺寸偏大,主要是由于月份不同,0℃和-20℃层高度变化较大。     

川西南山地冰雹雷达预警指标

基于西昌多普勒天气雷达观测资料,分析2006—2013年凉山州境内24块冰雹云特征。结果表明:冰雹云的雷达特征均满足回波强度超过50dBz,回波顶高超过-30℃层高度,45dBz回波顶高超过-10℃层高度,垂直累积液态含水量超过8kg·m-2。上述4项雷达参数特征在判别冰雹云的时效性上存在差异,回波强度超过50dBz,回波顶高超过-30℃层高度,45dBz回波顶高超过-10℃层高度等3项判别指标对冰雹云提前判别预警时间为4~40min,垂直累积液态含水量超过8kg·m-2则对冰雹云提前判别预警的时效性效果不佳。与25例短时强降水个例对比发现,45dBz回波顶高超过-10℃层高度作为冰雹雷达预警判别指标有较好的指示作用。     

贵州铜仁一次大范围高架雷暴降雹天气过程分析

利用常规观测、地面加密自动站降水观测、多普勒天气雷达和探空观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2016年4月15日夜间发生在贵州省铜仁市多个县的一次大范围冰雹天气过程进行诊断分析,并与当地通常的地面发展雷暴降雹过程进行对比,探寻铜仁市冰雹强对流天气的预报指标。结果表明:(1)"上干下湿"的不稳定层结和较强的垂直风切变是冰雹产生的有利环境条件;(2)地面冷空气侵入,迫使暖湿气流沿"冷垫"爬升,且与850 h Pa切变线共同作用在边界层顶触发了强对流天气,冰雹产生在冷垫北侧、850 h Pa切变线附近,具有明显的高架雷暴特征;(3)多个对流单体发展成多单体风暴,维持时间较长,强回波柱密实而深厚,回波悬于空中,质心在6 km左右;(4)降雹区VIL集中在30~45 kg·m-2之间,50 d BZ以上的强回波顶高在8 km以上,强回波底高小于3.5 km,VIL和强回波顶高整体小于当地的由地面发展雷暴产生的雹暴。     

云南德宏“2016—03—29”冰雹天气过程初步分析

利用ECMWF全球再分析资料、常规气象观测资料及多普勒雷达资料,采用中尺度分析方法对2016年3月29日云南德宏一次强冰雹对流天气过程的特征及成因进行分析。结果表明:(1)阶梯槽形势和前倾槽结构及700 h Pa的湿舌是此次冰雹天气过程的大尺度背景;(2)冰雹发生时0℃线和-20℃线的高度有明显下降,中层存在干冷空气侵入,Δθse850-500的走向对中高层干冷空气具有指示意义;(3)高空急流南移影响导致垂直风切变增加和上升运动加强;(4)雷达上强回波高度均在7 km以上,且探测到旁瓣回波、TBSS、钩状回波、"V"形缺口、有界弱回波区、弱回波区、回波悬垂、风暴顶辐散等特征。     

雷达资料对贵州春季冰雹云识别初探

利用2004年以来有雷达数据的25个贵州春季冰雹个例资料,基于贵阳、遵义和兴义3部天气雷达基数据,计算雷达回波顶高（ET）、垂直累积液态水含量（VIL）、组合反射率因子（CR）、制作反射率因子垂直剖面（RCS）产品,研究冰雹发生前后雷达回波的演变情况,找出冰雹发生前后以上产品的临界值和变化特征,从而对冰雹云进行雷达识别。经过对个例的分析研究发现：45 dB z以上的雷达回波能较好地识别冰雹云,结合0℃层高度和-20℃层高度,可较好的判断冰雹的大小;冰雹发生前1～2个体扫到冰雹发生时刻,VIL出现陡增现象。     

基于CPAS系统的贵州安顺市冰雹云识别指标研究

利用2009—2015年贵州安顺市26个冰雹个例资料,基于CPAS系统统计分析了冰雹个例的回波强度、垂直累积液态水含量、45 d BZ强回波顶高及强回波中心高度等特征参数及其时间变化,并结合探空站0℃层和-20℃层高度,综合归纳了安顺市冰雹云的识别指标。结果表明:近7 a来,安顺市冰雹天气发生在3—6月,4月最多,6月最少;降雹前最大回波强度多在45 d BZ及以上,3月和4月的VILmax≥15 kg·m-2,5月和6月VILmax≥25 kg·m-2;降雹日的0℃层和-20℃层平均高度均呈逐月增加趋势,-20℃层平均高度比0℃层高3.11 km;45 d BZ强回波顶高在8 km以上,且与0℃、-20℃层高度差分别大于2.3 km、0.2 km,强回波中心高度与0℃层的高度差大于0 km可作为该市冰雹预警指标。通过个例应用,冰雹预警指标能够有效指导防雹作业。     

2015年河南首场区域暴雪伴高架雷暴过程分析

利用常规观测资料、1°×1°NCEP分析资料和雷达资料,对2015年河南首场区域暴雪伴高架雷暴过程的天气形势、大气层结和水汽、动力、能量等物理量场的特征及雷达回波特征进行分析。结果发现:500h Pa高空低槽、700h Pa低空切变线和低空急流是此次暴雪天气的主要影响系统;700h Pa西南急流和850~925h Pa低空东北以及东风急流为河南上空输送充足的水汽,同时850~925h Pa低空急流为暴雪提供了深厚的冷垫。暴雪天气出现时西南急流加强、湿层增厚,河南上空具有强水平风垂直切变说明大气层结动力不稳定、对称不稳定。水汽通量大值区和水汽通量散度大值区与降水大值区较吻合;散度和垂直速度大值区与强降水区域对应较好;对流不稳定能量释放有利于暴雪天气的出现;高层对称不稳定能量释放是桐柏出现雷暴天气的原因之一。雷达径向速度图上零线两次出现清晰完整的"S"形状对应暖平流加强,暴雪出现在暖平流强盛的时间段内,28日14时河南南部地区对流回波强度为35~40d Bz,回波顶高8km,对流云顶高度达到了-40℃~-20℃的温度层,有助于雷暴天气出现。     

2006-05-21冰雹天气雷达回波及成因分析

利用渭南711雷达资料、西安多普勒雷达产品资料、高空和地面观测资料对渭南2006-05-21冰雹天气的雷达回波和天气成因进行了分析。分析得出:西北气流冷平流是主要影响系统,过程前的增温、增湿及上干冷下暖湿的温湿配置,垂直风切变及高空强冷平流为冰雹天气的发生提供了有利的环境条件。0oC层高度低,云中负温区深厚,是此次冰雹天气过程云顶高度和强中心高度不高,但仍造成地面降雹及回波顶高度(h)与45 dB z顶高(h45)差值(h-h45)小的主要原因。     

甘肃省东部冰雹特征及预警指标分析

利用典型代表年份的90个冰雹个例观测资料，采用统计和数理诊断的方法对冰雹天气物理量参数进行分析，构建了甘肃省东部地区冰雹天气概念模型和冰雹预警指标。结果表明：冰雹事件在时空分布上受到天气系统和地形双重影响，冰雹天气过程分为西北气流型、低槽型和低涡型，占比分别为52%、38%和10%，在地势高、地形复杂的地区更容易产生降雹。92%的降雹出现在13—20时，5—7月占全年发生降雹概率的86%。0℃层高度越高，冰雹在降落过程中融化的越快；回波顶高越高，层结水汽越丰富；强回波顶高越高，水汽越丰富，冰雹云发展旺盛；强回波顶高越接近回波顶高时，对流发展越旺盛。通过对降雹时的最大回波强度、最大回波顶高、最大垂直累积液态水含量(VIL_max)、垂直累积液水密度(VILD)以及K指数、沙氏指数(SI)、0℃层高度、-20℃层高度等物理量进行综合分析所构建的甘肃省东部地区的冰雹预警指标体系可对13 min冰雹临近预警提供定量化的判据。     

2006-05-21冰雹天气雷达回波及成因分析

利用渭南711雷达资料、西安多普勒雷达产品资料、高空和地面观测资料对渭南2006-05-21冰雹天气的雷达回波和天气成因进行了分析。分析得出:西北气流冷平流是主要影响系统,过程前的增温、增湿及上干冷下暖湿的温湿配置,垂直风切变及高空强冷平流为冰雹天气的发生提供了有利的环境条件。0oC层高度低,云中负温区深厚,是此次冰雹天气过程云顶高度和强中心高度不高,但仍造成地面降雹及回波顶高度(h)与45dBz顶高(h45)差值(h-h45)小的主要原因。

     

冰雹天气过程的综合分析

选取发生在邯郸辖区内的5次冰雹天气过程,应用常规观测资料并结合雷达回波资料,从天气形势、物理量场和雷达回波演变特征等几方面进行了综合分析。结果表明:冰雹天气出现在对流性不稳定层结条件下,中高层干冷低层暖湿,地面有中尺度辐合切变线配合,0℃层、-20℃层和强垂直风切变的高度适宜。多普勒雷达能很好地监测中尺度天气系统的发展演变过程,回波强度和回波顶高度的变化、速度对和逆风区的出现、1 h降水累积值和垂直积分液态水含量的急剧增加等都对冰雹的出现具有指示意义。     

黑龙江省非典型天气系统下短时强降水和冰雹特征分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、FY-2卫星云图、新一代天气雷达及NECP的1°×1°再分析资料对黑龙江省的2006—2014年冰雹和2008—2014年的强降水在非典型性天气系统下表现出的局地要素特征以及卫星和雷达特征进行分析。分析结果显示:较大的对流有效位能、低层强暖空气为对流发生提供了热力不稳定;700 h Pa湿区配合500 h Pa干区使得冰雹具备了对流不稳定性,700 h Pa湿区与低层弱水汽辐合能够为强降水的产生获得有利的水汽垂直分布;最终在地面辐合的触发下产生对流;冰雹有较高的0℃层高度和较低的气压;冰雹和强降水有利的地形高度和对流有效位能分别为200~500 m、100~200 m和200~600 J/kg、400 J/kg以上。它们在卫星云图和雷达上的表现往往比较孤立,移动较快,超过75%的云团都是小云块直接或间接产生,产生的时间与形状和面积突变时一致,产生的位置与合并处相同,伴有大的云团时,低层水汽辐合会明显。雷达回波上很难探测到特征回波,强降水多由原地生消或列车效应产生,一般在降水前1 h左右会出现小对流泡。     

T639模式对哈尔滨2014年8月5日冰雹预报能力检验

本文利用T639数值预报产品对2014年哈尔滨一次降雹过程从高空形势及有关物理量预报场进行分析,结果表明:通过对2014年8月5日08时-8月7日08时500 h Pa预报场与实况进行分析对比,发现T639 500 h Pa高度场、温度场的预报可对此次冰雹天气的主要影响系统有一定的预报能力。通过对物理量预报场分析,发现假相当位温、垂直速度、散度、涡度、K指数、相对湿度等物理量对这次冰雹预报都有较好的预报效果,可见T639各种物理量预报场对冰雹天气预报有一定的指示意义,为此次天气过程提供了有力的预报依据。今后在做防雹指导预报时,可以充分利用T639数值预报产品,提高冰雹天气的预报能力。     

金华区域性冰雹天气过程的综合分析

选取发生在金华的5次区域性冰雹天气过程,应用常规观测资料和多普勒天气雷达资料,从天气形势背景、下垫面、物理条件和雷达回波演变等方面进行了综合分析。结果表明:区域性冰雹天气多发在午后到前半夜,落区多是引导气流前方山地的迎风坡或是被大山包围、水体附近的迎风坡上;需要具备不稳定的大气层结(IC指数-5℃)和适宜冰雹成长的温度层结(0℃层高度位于620 h Pa附近,-20℃层高度位于420 h Pa附近);垂直风切变和CAPE值都是区域性冰雹天气条件发生很好的表征;区域性冰雹天气按照风暴类型可以分为多个超级单体风暴和强烈多单体风暴两种,前者在雷达回波上反映更为明显和剧烈。     

滇南冰雹的预报预警方法研究

利用普洱市探空资料、CIND3830-CC新一代天气雷达资料、地面观测资料,对2004—2011年滇南普洱、西双版纳冰雹天气过程进行统计分析,总结出冰雹4个预报指标:(1)当单体回波满足冰雹云的初始特征和发展阶段特征时,可预报未来出现冰雹的可能较大,预报提前60 min以内;(2)当回波的组合反射率≥55 dBz、宽度≥12.0 km、梯度≥15 dBz·km~(-1)、H_(45 dBz)≥7.5 km、2—5月H_(45 dBz)-H_0≥3.1 km且H_(45 dBz)-H_(-20)≥-0.5 km、6-8月H_(45 dBz)-H_0≥2.0 km且H_(45 dBz)-H_(-20)≥-1.2km、VIL≥30 kg·m~(-2)、D_(VIL)≥3.0 g·m~(-3)时,预报有冰雹发生,预报提前12~102 min;(3)当回波具有弱切变特征、45 dBz回波顶高≥7.5 km、2—5月H_(45 dBz)-H_0≥3.1 km且H_(45 dBz)-H_(-20)≥-0.5 km、6—8月H_(45 dBz)-H_0≥2.0 km且H_(45 dBz)-H_(-20)≥-1.2 km时,可预报有冰雹出现,预报提前18~54 min;(4)若除去飑线和下击暴流回波,当回波的VIL≥30 kg·m~(-2)、D_(VIL)≥3.0 g·m~(-3)时,可预报有冰雹出现,预报提前12~54 min。此外,还总结了冰雹云的生命期特征等,并利用2012年发生的冰雹天气过程检验了预报指标。     

青海省东部农业区冰雹天气特征分析及预警指标研究

采用青海省东部农业区14个地面气象站冰雹观测资料，对2003-2017年青海东部农业区冰雹天气进行特征分析，利用天气雷达、高空、雷电观测资料对2003-2017年青海东部农业区20例典型冰雹天气个例进行分析研究。得出：(1)冰雹和雹灾集中出现在每年5-9月，冰雹天气7月最多，冰雹成灾8月最多。(2)0 ℃层高度变化对冰雹融化作用不明显；高空垂直风切变比对流有效位能更有指示意义。(3)冰雹雷达回波顶高普遍大于10 km，冰雹直径与回波顶高的线性相关强于冰雹直径与强回波中心高度的线性相关；垂直累积液态水含量普遍大于20 kg?m-2且垂直累积液态水含量增量大于10 kg?m-2时易发生雹灾；风暴顶部辐散正负速度差值对雹灾预警有指示意义，但与冰雹直径无明显相关性。(4)不同冰雹云产生的闪电频次差别很大，同一雹云相同时间内正闪次数越多，则降雹直径越大。利用以上结论统计得出冰雹预警指标、权重和预警区间，通过对预警指标进行历史回代和预报检验，历史回代拟合率达86.9％，预警准确率为80％。     

青海省东部农区冰雹天气分析及预警研究

采用青海省东部农业区14个地面气象站冰雹观测资料,对2003—2017年青海东部农区冰雹天气进行特征分析,利用天气雷达、高空、雷电观测资料对2003—2017年青海东部农区20例典型冰雹天气个例进行分析。得出:(1)冰雹和雹灾集中出现在每年5—9月,7月冰雹天气最多,8月冰雹成灾最多。(2)0℃层高度变化对冰雹融化作用不明显;高空垂直风切变比对流有效位能更有指示意义。(3)冰雹雷达回波顶高普遍10 km,冰雹直径与回波顶高的线性相关强于冰雹直径与强回波中心高度的线性相关;垂直累积液态水含量普遍20 kg·m~(-2)且垂直累积液态水含量增量10 kg·m~(-2)时易发生雹灾;风暴顶部辐散正负速度差值对雹灾预警有指示意义,但与冰雹直径无明显相关性。(4)不同冰雹云产生的闪电频次差别很大,同一雹云相同时间内正闪次数越多,则降雹直径越大。利用以上结论统计得出冰雹预警指标、权重和预警区间,通过对预警指标进行历史回代和预报检验,历史回代拟合率达86.9%,预警准确率为80%。     

1950—2015年我国铁路气象及其衍生灾害特征分析

利用1964-2015年气象观测资料对河北廊坊冰雹天气的时空分布特征进行分析,并利用MICAPS资料、北京探空资料及多普勒雷达资料研究了廊坊冰雹日的天气形势、物理量特性及雷达回波特征。结果表明：廊坊冰雹日数整体呈下降趋势,20世纪80年代末至90年代初降雹达到高峰期。冰雹天气主要发生在1519时,多持续1～5 min。廊坊冰雹有明显的地域特征,西北部较多。降雹日500 hPa环流形势有4类,并对应3种地面形势。对预报冰雹天气有指导意义的物理量参数阈值为：冰雹开始前对流层中下层存在逆温层或等温层;对流参数SI指数或LI指数<0,中低层假相当位温随高度减小;0 ℃层高度多为3050～4702 gpm,-20 ℃层高度多为5996～8332 gpm,850 hPa与500 hPa温差为27～32 ℃,低层有大的垂直风切变,近地面925 hPa垂直风切变为5.5～15.0 m·s-1·km-1。此外,廊坊冰雹云回波有块状单体和飑线两种结构,回波中心强度普遍大于60 dBz,垂直结构上均有悬垂回波,速度场为逆风区或旋转速度>12 m·s-1的弱切变,VIL普遍大于35 kg·m-2,ET普遍大于11 km。