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.     

“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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

一次冰雹天气过程雷达回波特征及数值模拟研究

针对昆明地区一次冰雹天气过程,在分析其多普勒雷达回波特征的基础上,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式进行数值模拟实验,结果表明:本次降雹过程雷达回波具有“V”型槽口、钩状回波、中气旋特征,是一次典型的超级单体风暴降雹;模式成功再现了降雹过程的天气背景,即上干冷、下暖湿的大气层结;模拟表明,风暴发展演变过程中,大气具有较好的水汽条件、不稳定层结条件以及对流触发条件;模拟的风暴中心具有强烈的上升运动,促使冰雹粒子快速增大,这是形成大冰雹的重要条件.     

VIL产品在丽江强对流天气中的应用

通过对2006 - 2010年丽江市气象台站观测的冰雹观测记录、短时强降水及民政部门提供的冰雹灾情资料,并结合丽江CINRAD/CC雷达观测资料中的垂直液态含水量VIL进行统计分析.结果表明：当VIL在18 kg/m^2上下时预示着发生冰雹的可能性极大,如果后续VIL值有跃增性增长,并短时（1-5个体扫）达到30 kg/m^2以上,此时可以肯定将发生冰雹天;非汛期期间,VIL值远远小于汛期期间;短时强降水中,当VIL≧1 kg/m2持续维持4个体扫以上时,则有可能出现持续性降水或强降水,历史概括率为40/49=81.6％;当VIL≧5kg/m2时有可能出现短时性强降水,历史概括率为25/49=51.0％.但由于距离等的原因,出现强降水时VIL值仍可能为零,即VIL值对强降水没有明显指示作用的仍占了18％ （5/18）的比例,因而是业务应用中值得关注的一个问题.     

天山北坡"20080826"超级单体的Doppler雷达资料分析

利用石河子C波段Doppler雷达资料,对2008年8月26日下午至傍晚发生在天山北坡带中部石河子垦区全区性的一次强对流天气过程进行分析,结果表明:引起这次全区性的强对流天气风暴具有超级单体风暴的特征.这个超级单体南边出现明显的出流边界,并位于弧形回波带的南部.组合反射率因子垂直剖面图上呈现出有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的回波墙,最大回波强度出现在沿着回波墙的一个竖直的狭长区域,其值达到65 dBZ、位于回波墙中上部.在中低层径向速度图上,弧形回波带的北部出现辐合区,其东南部呈现出一个中尺度气旋,旋转速度达到20 m/s,风暴顶为强烈辐散,正负速度差值达52m/s,其中3 000～6 000 m之间表现最为典型;与中气旋对应的回波强度和回波顶高以及垂直液态含水量都在暴雨中心附近达到最大.50dBz的回波顶高达9.8 km、宽度约10 km,60 dBz的回波顶高达到8.7 km、宽度约7 km,65 dBz的回波顶高达到8.0 km、宽度约2 km,垂直液态含水量从16:16的8 kg/m跃增到17:34的70 kg/m,该超级单体的移动方向在盛行风向的右侧约30°,属于右移风暴.     

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。     

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10～15 min;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≥40 dBz、回波顶高≥12 km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≥40 dBz、回波顶高≥12 km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6～30 min左右.     

滇西北局地小冰雹天气分析

利用NCEP再分析资料和大理多普勒雷达资料对比分析滇西北地区7次局地小冰雹过程的天气背景和雷达产品特征。分析结果表明:小冰雹过程受低压系统影响,多数发生在午后,持续时间短;有较有利的热力条件、不稳定条件和动力条件;冰雹出现时雷达反射率因子一般达50 dBz以上,回波顶高达13 km以上,45 dBz的强回波高度达7 km,具有穹窿结构,径向速度低层辐合高层辐散、中层逆风区,但是回波持续时间短,变化较快,面积较小,突发性强。     

渝东南地区冰雹时空分布特征

冰雹灾害是渝东南地区威胁最大的气象灾害之一,掌握渝东南地区冰雹时空分布及天气特征是人工防雹业务的迫切需要,对避免和减轻其灾害具有重要意义,对防灾减灾也有积极作用。本文利用《中国气象灾害大典:重庆卷》中1960—2011年渝东南地区造成灾害的冰雹资料以及2000—2011年的MICAPS资料,对渝东南地区降雹时空分布特征、降雹过程的天气特征进行统计对比分析,结果表明:2000—2011年期间渝东南地区的降雹频次较前40年明显增加,成为重庆市平均降雹发生频率次高的地区,且高频中心位于黔江区。Mann-Kendall分析结果显示1960—2011年前后渝东南地区冰雹日数发生了两次明显的突变。小波分析结果显示渝东南地区的降雹日数在60～80年代初期有8 a左右的年际变化周期,80年代中期以后则是14 a左右的年际变化周期较为显著,降雹过程发生的偏多时期出现在1990年和2004年前后。从月际变化来看,4月和5月是该地区降雹日数出现最多的两个月份,7月和8月为次多的月份。春季冰雹主要由系统性的上升运动触发,夏季冰雹则主要由局地热力抬升运动造成。上述结论对促进渝东南地区掌握降雹规律、科学防雹、减轻灾害具有重要的理论及现实意义。     

六盘山区一次非典型冰雹天气过程微物理量特征的分析

利用地面激光雨滴谱仪捕捉2017年7月14日夜间发生在六盘山区的一次强对流天气降雹过程，其降雨和降雹微物理特征表明：降雹时，粒子各项微物理特征量明显增大，其中数浓度和平均动能通量增幅最为明显，分别增长了6.3倍和13倍。降雹初期，粒径较大的冰雹粒子增长较快，随着能量的释放，对流减弱，粒径较小的冰雹粒子增加较快。Gamma型分布更适合拟合降雹前后的粒子谱。用粒子下落末速度公式V=aD^b拟合此次降雹过程中的粒子速度效果很好，相关系数超过0.98，a的变化范围在4.55～5.02之间，b[WTBZ]的变化范围在0.53～0.59之间。     

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。     

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))。