短时暴雨天气雷达回波概念模型的建立

通过对2005—2007年桂林39个短时暴雨个例进行普查分析, 发现造成桂林短时暴雨的回波主要有块状、 带状、 絮状和涡旋状4种类型。通过对天气背景进行分析, 形成了中尺度型块状回波、 台风外围型块状回波、 有无急流型带状回波、 絮状回波、 涡旋状回波6类雷达回波概念模型。建立了包括天气背景、 强度回波特征、 回波演变、 其他产品特征、 回波的源地移动和暴雨落区等的概念模型, 以期为短时暴雨临近预报提供参考依据。     

重大灾害性天气的多普勒雷达产品特征分析

2007年7月28日晚至30日河南省卢氏县发生了几十年不遇的灾害性暴雨天气,给卢氏县造成重大经济损失和人员伤亡。造成经济损失14.1亿是2007年全国灾害伤亡最严重的地区之一。本文利用新一代多普勒天气雷达产品特征分析,得出:大片层状云回波中镶嵌的对流单体或弯曲带状强回波是暴雨过程的主要回波特征,带状回波拐点处是最大降水中心;速度场可以识别出降水区的流场特征,逆风区的存在对应着暴雨中心。     

一次长历时特大暴雨多普勒雷达中尺度分析

2008年7月22日湖北省襄樊市出现了一次长历时的特大暴雨过程,9小时内降水量301 mm,占年平均降水量的三分之一,为当地有气象记录以来最大、最强的一次降水过程。利用多普勒雷达资料等对这次特大暴雨的回波结构特征、中尺度系统活动和地形作用进行了分析。结果表明:(1)在低涡、切变线共同作用下,影响襄樊地区特大暴雨的回波系统有两个,一是稳定维持在鄂西北地区的切变线带状降水回波,二是低涡东北侧发展的具有螺旋回波带结构的涡旋回波,两者构成涡带结合型回波结构形态。在涡带结合处,对流回波的不断新生、向北移动导致襄樊地区持续性的强降水。(2)襄樊特大暴雨过程的发生与其北部115 km处的一支东北风中尺度超低空急流的建立,及其南部低涡东侧强偏南暖湿气流的向北发展有密切关系。由于襄樊西侧武当山的屏障作用,超低空东北急流折向东南,与偏南暖湿气流在静止锋附近形成中尺度气旋性辐合上升运动。两支急流的维持对襄樊附近持续性的辐合上升运动起到关键作用。     

7.16暴雨雷达回波分析

利用佳木斯2009年7月16日的Micaps资料和新一代雷达资料对2009年7月16日08:00到7月17日08:00佳木斯附近暴雨产生的天气背景,不稳定能量的触发,卫星云图的演变,雷达回波演变特征和速度场回波特征,着重探讨对暴雨贡献大的波状层积混合性回波及速度场的回波演变特征进行分析,弓型带状回波的演变特征及弓型带状回波速度场演变特征进行分析,得到两种回波对临近降水预报有指导意义的结论。     

赣州市4—6月暴雨天气系统的配置及概念模型

针对1997—2012年期间4—6月赣州地区发生的暴雨天气过程,采用数理统计方法进行时空统计分析,并利用常规天气图、云图、赣州雷达图等资料,对2002—2012年41次暴雨天气过程,进行天气形势分型及特征分析。结果表明:1赣州暴雨多出现在每年5和6月,年平均5.4次,暴雨落区集中在赣州地区的东部、北部和中部地区。2产生暴雨天气的主要影响系统有:500 h Pa低槽和副高,700 h Pa低涡、急流,850 h Pa切变线、急流,低压倒槽和冷空气等,可以归结为低槽型和副高低槽并存型两种天气系统概念模型。3红外云图上具有带状波动特征,云带上多MCC(MCS)活动等。4雷达回波上主要有絮状回波结构、"列车效应"。5弱云系和弱回波影响下也能导致暴雨天气过程发生。     

几类区域性暴雨雷达回波模型

以2007-2008年湖北省暴雨过程为研究对象,按区域性暴雨过程的定义,通过分析地面雨量资料筛选出32次区域性暴雨过程.在对比分析多普勒天气雷达反射率因子回波形态、结构、暴雨落区以及主要影响天气系统的基础上,概括了湖北省区域性暴雨雷达回波模型.结果表明:典型区域性暴雨雷达回波形态有逗点状暴雨回波、涡旋状暴雨回波、涡带结合型暴雨回波和带状暴雨回波等4类,它们分别与锋面上中尺度气旋波扰动、川东低涡系统的发展、低涡发展与梅雨锋结合和气旋波上准静止锋面切变线的形成等紧密相关.     

贵州中部热带低压外围“列车效应”暴雨分析研究

2013年8月23日在贵州省中部发生一次强降水过程,个别站点降雨量达到大暴雨量级。利用NCEP/NCAR 1°x1°再分析资料、贵州区域自动站资料、贵阳站探空资料、贵阳站多普勒雷达等资料分析表明:导致此次强降水的主要系统为1312号台风潭美(Trami)减弱后的热带低压,与贵州中部特殊地形的配合,导致强对流回波源源不断地经过贵州中部,造成了贵州中部地区的热带低压外围"列车效应"暴雨。热带低压由于其自身的特性,带来了丰富水汽和动力条件以及不稳定能量的聚积,有利于带状回波的生成和发展,使得大面积降水回波长时间有序列地影响贵州中部地区。多普勒雷达资料中带状强回波的分布与累积降水落区有很好的对应关系,可为准确预报暴雨提供依据。     

山东省暴雨雷达回波的主要特征

通过对1981—1990年期间雷达回波资料的分析,总结了产生山东暴雨的主要影响天气系统下的雷达回波特征。指出当气旋,切变线或热带气旋影响时为涡旋带状回波;当受低槽冷锋或无明显低涡结合的切变线影响时为混合型回波;而在强烈的位势不稳定环境条件下易产生超单体及雷暴群回波。同时,也举例说明了暴雨雷达回波同环境场条件的关系。这种结合天气系统的雷达回波分析,对提高山东暴雨的短时预报能力有一定意义。     

一次陕北区域性暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料和NCEP1°×1°6h再分析资料,对2014年7月8—9日陕北一次区域性暴雨过程进行了分析,结果表明:暴雨过程在河套北部冷空气和高原槽前的偏南暖湿气流共同作用下形成,高原槽、低涡切变是主要高空影响系统,西北路冷锋是地面的主要影响系统,降水主要发生在冷锋附近到其后部低层冷空气与高空暖湿气流交汇区域。雷达回波分析表明,暴雨过程有两个不同的降水时段,8日14—20时主要为对流性降水,回波强度大于55dBz的带状回波,造成陕北东部出现了20~50mm的降水;9日02—08时为冷锋后的层状云降水,回波以均匀的层云降水回波为主;速度图在2.4km高度上有18m/s左右的偏南急流,是降水持续的主要原因。物理量分析表明,暴雨落区与700hPa的水汽通量散度大值区对应很好;暴雨区上升运动层深厚,最大上升运动区在600hPa附近;在暴雨区北侧为冷锋后部的东北风下沉气流,同时暴雨区上空有西南风上升气流,这股气流沿着暴雨区北侧低层冷空气爬升,冷暖气流交汇,产生强降水;暴雨发生在能量锋区附近,陕北地区对流层中低层有显著锋生,有利于上升运动的加强,形成强降水。     

2012年7月25日呼和浩特地区暴雨过程雷达产品分析

2012年7月25日,呼和浩特市及周边地区出现暴雨天气。文章对这次天气过程发生期间高空、地面观测实况和区域自动气象站降水实况进行了天气学分析,在此基础上重点分析了呼和浩特市新一代天气雷达产品的结构及发展演变特征,结果表明:此次暴雨过程是副热带高压与短波槽共同作用形成的,带状暴雨落区位于副热带高压外围强盛西南暖湿气流和弱冷空气交汇处;超过30dBz回波区域不断有中-β云团生成,并且带状回波区域不时有较强回波单体生成,特征类似"列车效应";低层辐合、高层辐散、动力抬升和充沛的水汽是这次降水的主要条件。     

吉林省中部两次强对流天气过程比较分析

2013年6月3日和7月2日,长春地区先后发生了冰雹及暴雨天气。利用常规观测资料、雷达回波资料以及NECP 1°×1°再分析资料,对上述两次强对流过程进行分析和比较。结果表明:两次天气发生的大尺度环流背景较为相似,暴雨天气有两条水汽通道建立,湿层较厚,存在明显的暖平流;冰雹天气中低层有明显冷空气切入,并且存在一个明显的上升运动中心。从雷达回波特征分析可以看出冰雹天气回波强度要远远大于暴雨回波;暴雨过程速度场存在一条辐合线,该辐合线东移转向且零速度线成S型;冰雹的回波顶比暴雨天气的回波顶高度高,并且强回波区所达到的高度也比暴雨高得多。垂直累计液态水含量产品VIL在这两次天气的对比分析中也有很好的指示意义。     

黔西南州冰雹与暴雨天气雷达回波特征分析

兴义新一代天气雷达运行两年来,观测到多次冰雹、暴雨天气过程,对其中几次典型个例作分析得出兴义地区冰雹与暴雨天气过程的雷达回波特征。冰雹的雷达回波移动速度快,而暴雨的雷达回波移动速度缓慢;冰雹回波强中心高度高,达8Km以上,暴雨回波强中心高度在7Km以下;通过对回波径向速度图的分析,可以得出冰雹与暴雨的动力结构有着明显的差异。     

宁波夏季强对流和台风短时暴雨雷达回波特征对比分析

为了对比宁波地区夏季强对流短时暴雨和台风短时暴雨的多普勒雷达回波特征，选取2004年和2005年该地区夏季出现的强对流短时暴雨和台风短时暴雨的个例作为研究对象，从回波的发展演变、回波形态及回波产品值等进行分析比较，发现：这两类短时暴雨在回波强度、回波高度及垂直液态水含量等产品有明显差异，而降水产品如OHP，STP估计的雨量值，在这两种天气过程中，均比实况雨量资料偏小，且实况雨量越大，偏差也越大；另外，在分析中也发现，用雷达缺省的Z-I关系来估计雨量有很大误差，特别是在台风降水过程中；最后分别建立了对流性降水与台风降水的Z-I关系，以修正宁波夏季的降水估计值。     

2017年江西汛期设区市城区暴雨回波特征分析

使用江西WebGIS雷达拼图和自动站雨量、雷电监测、强天气监测等数据,以及MICAPS常规天气图资料,对2017年3—7月江西汛期11个设区市26次城区暴雨过程的雷达回波特征进行分析。结果表明:2017年江西汛期共出现52日暴雨过程,其中江西11个设区市所在地城区出现26次暴雨。在这26次城区暴雨个例中,有23次伴随出现短时强降水,有3次降水比较均匀。暴雨维持时间长短不一,最长的有15 h,最短只有3 h,平均是10 h。有5次出现大风天气,21次没有大风出现。雷达回波特征主要有3种:块状(强单体、超级单体)、带状(飑线、回波带)、絮状(絮带、絮团)。这3种回波形态特征,出现率最高的是絮状回波,即比较宽、嵌有中等强度的对流单体絮带状回波带,强度40～55 dBz,出现16次,概率62%;其次是窄而长、紧密排列由强单体组成的飑线回波带,强度50～60 dBz,出现8次,概率30%;块状(强单体、超级单体)回波强度最强,中心强度达到60～70 dBz,出现2次,概率8%。     

2017年江西汛期设区市城区暴雨回波特征分析

使用江西WebGIS雷达拼图和自动站雨量、雷电监测、强天气监测等数据,以及MICAPS常规天气图资料,对2017年3—7月江西汛期11个设区市26次城区暴雨过程的雷达回波特征进行分析。结果表明:2017年江西汛期共出现52日暴雨过程,其中江西11个设区市所在地城区出现26次暴雨。在这26次城区暴雨个例中,有23次伴随出现短时强降水,有3次降水比较均匀。暴雨维持时间长短不一,最长的有15 h,最短只有3 h,平均是10 h。有5次出现大风天气,21次没有大风出现。雷达回波特征主要有3种:块状(强单体、超级单体)、带状(飑线、回波带)、絮状(絮带、絮团)。这3种回波形态特征,出现率最高的是絮状回波,即比较宽、嵌有中等强度的对流单体絮带状回波带,强度40～55 dBz,出现16次,概率62%;其次是窄而长、紧密排列由强单体组成的飑线回波带,强度50～60 dBz,出现8次,概率30%;块状(强单体、超级单体)回波强度最强,中心强度达到60～70 dBz,出现2次,概率8%。     

伊犁一次区域性暴雨分析

利用伊宁新一代天气雷达资料,结合高空和地面观测资料,分析了2010年7月19日伊犁地区一次局地暴雨天气过程。结果表明：此次强对流天气过程的主要影响系统为500 hPa中亚低槽、200hpa高空急流、低层风速辐合和地面雷暴高压。较强的层结不稳定和低层垂直风切变有利于对流的产生;云图和雷达资料分析表明,此次局地暴雨是由中尺度强对流云团产生,具有典型的对流单体形成、发展成回波短带合并形成带状回波,该带状回波最后演变成一个尺度较大的弓形回波。     

山东省带状降雹回波系统的特征分析

通过对1986—1992年期间(6—8月)69次带状雷达回波降雹过程进行综合分析,总结出带状降雹回波演变特征。重点研究了降雹云雷达回波的移动和传播,指出其降雹特点,并分析中尺度流场对带状回波发生、发展及传播的影响。这些结果对提高山东省带状回波降雹的短时预报有重要参考价值。     

习水河流域两次局地特大暴雨成因对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及雷达、卫星等资料,对2013年6月21日和2014年8月11日遵义市习水河流域两次局地特大暴雨的天气形势场,热力、动力和水汽条件,结合地形特征进行对比分析。结果表明:16.21暴雨大陆高压控制我国中东部地区,受高压阻挡,低层低涡切变主要影响四川中东部,低涡未整体东移,仅850 h Pa冷式切变影响遵义西北部;8.11暴雨降水区中低层处于槽前正涡度区,高层200 h Pa处于南亚高压脊线附近,垂直方向上存在正向环流圈,受副高稳定维持阻挡,中低层低涡切变及地面辐合线东移缓慢,较长时间停留在强降水区域。2两次过程雷达回波反射率因子均呈带状分布,且回波移动方向与带状回波长轴一致,具有典型的"列车效应",剖面显示均为低质心结构,降水效率高。36.21暴雨能量条件比8.11暴雨好,但水汽条件和动力条件不及8.11暴雨。4受习水河谷地形影响,6.21暴雨和8.11暴雨强降雨落区分别与习水河谷赤水段和习水段走向一致。     

湖北省两次区域性暴雨过程的对比分析

利用常规气象观测资料和T213数值预报产品等资料,采用天气动力学诊断方法,对2007年春夏之交湖北省的两场区域性暴雨的相同点和不同点进行了诊断分析.结果表明:两次暴雨过程具有相似的环流背景及强低层辐合、高层辐散的动力学结构,且都受到冷空气的影响;两次暴雨过程的不同点在于,后一次暴雨过程的副热带高压、西南风急流明显强过前一次暴雨过程,前一次暴雨过程的地面冷空气强度和移速强于后一次暴雨过程;两次暴雨过程均伴随有能量锋区、湿度锋区,但后一次暴雨过程的能量锋、湿度锋、上升运动等明显强于前一次暴雨过程;前一次暴雨的雷达回波带结构不完整,强回波局地性较强,对应暴雨分布相对零散,后一次暴雨的雷达回波带结构紧密,回波组织性较强.对应暴雨站点较为集中;前一次暴雨的云系由多个云团合并形成,呈带状,对应暴雨站点分散、暴雨集中区域小.后一次暴雨的云系由一个微小云团发展而成,呈团状,其结构密实且停滞少动,对应暴雨区域较大且集中、大暴雨站点多.     

“碧利斯”与“圣帕”引发湘东南特大暴雨雷达回波对比分析

利用多普勒天气雷达、常规气象观测等资料,从雷达气象学和中小尺度天气学出发,对引发湘东南特大暴雨的两次强热带风暴"碧利斯"与超强台风"圣帕"进行了对比分析.结果表明:两次过程均为东风带系统影响,地形增幅作用显著.螺旋带状、弥合加波阶段是造成强降水的主要时段.均有低质心暖性降水虽波特征,降水效率高."列车效应"是造成特大暴雨的关键,但形成方式不同:"碧利斯"主要由带状回波形成,而"圣帕"主要由回波在同一区域加强形成."碧利斯"回波强度、回波顶高均大于"圣帕"过程,对流更旺盛,范围小而雨强大,与西风带冷式切变线暴雨回波相似."圣帕"回波均匀,持续时间长,与西风带暖式切变线暴雨回波特征相似,回波移动缓慢,降水总量大.两次过程都有暖平流上叠加辐合风场的特征,形成了有利于强降水的环境背景.中γ尺度"大风核"造成有组织的次级环流,可能是"列车效应"形成和维持的主要原因.谱宽表明,受地面的摩擦作用,低层有强烈的湍流和乱流,有利于低压中心从低层减弱.中层为强而稳定的气流,有利于气旋强度的维持,形成长时间强降水.