利用风廓线雷达对广东前汛期短时强降水类暴雨过程低空风场特征的研究

为了更加深入地了解暴雨中尺度系统,利用风廓线雷达资料,对2012—2014年发生在广东前汛期的短时强降水的暴雨过程临近时次的低空急流强度、低空急流高度、低空急流指数以及各层垂直风切变等物理量进行了分析研究。研究结果表明:（1）在广东前汛期,86%的暴雨过程都会有短时强降水的出现; （2）2 km高度以下最大风速呈正态分布特征,主要集中在10~21 m/s之间,60%以上的强降水发生前3小时低空急流便已经存在,且随着强降水的临近,低空急流的比例逐渐增大,超过80%的过程强降水出现时有低空急流相配合; （3）暴雨发生前低空急流强度基本维持,最低高度逐渐降低。强降水出现时次,低空急流表现出逐渐加强的特征,最低高度也明显下降,从而导致低空急流指数I增大; （4）地面到不同等压面的垂直风切变随着高度的增加而逐渐减小,其中强降水发生时地面到925 hPa垂直风切变相较于暴雨发生前有所增大,而地面到850 hPa及700 hPa垂直风切变在强降水发生时则表现出下降的特征; （5）选取暴雨发生前各类物理量的中值作为暴雨发生的阈值,则低空急流强度在13.5 m/s左右,最低高度为1 km左右,低空急流指数I为6×10-3 s-1左右,地面到925 hPa、850 hPa以及700 hPa之间的垂直风切变分别在7.3×10-3 s-1、6×10-3 s-1以及4×10-3 s-1左右。      

夏季风廓线雷达在雷州半岛强对流天气过程的应用

利用风廓线雷达产品、常规气象资料对雷州半岛夏季2次强对流天气个例进行了分析。分析表明,雷雨云团移动到观测点前,低空急流向下不断扩展并增强,产生雷雨大风。暴雨发生发展前后,并不一定有低空急流的配合,风廓线产品风场信息显示出强降水发生前有明显的冷暖平流,上冷下暖的大气层结的建立为降水提供了不稳定条件,有利于强降水的发生发展。     

利用风廓线雷达资料对南京地区低空急流的统计分析

为了解南京地区低空急流的活动特点,对两部风廓线雷达在2005—2008年收集的风廓线数据,分别从低空急流的月变化、日变化、急流中心特征以及伴随的天气情况等几方面开展了统计分析和对比研究。结果表明,低空急流存在明显的月变化及日变化规律,春、夏季出现低空急流次数多于秋、冬季;凌晨和夜间是低空急流活动的活跃期,且午夜出现极大风速的概率最大;低空急流中心主要出现在1 400 m高度以下,且低空急流中心速度的增强有利于降水的发生。夏季低空急流的出现有利于暴雨的发生。边界层风廓线雷达和对流层风廓线雷达的统计结果具有较好的一致性,两部雷达都能够较好地连续监测低空急流的发生发展。      

利用风廓线雷达资料分析低空急流的脉动与暴雨关系

将1998年5～7月华南暴雨和南海季风科学试验期间香港天文台提供的风廓线雷达资料和香港的每小时天气现象及雨量进行了详细的对照发现，风廓线资料可以揭示出西南季风中和行星边界层中与暴雨相联系的中尺度现象，2km高度以上的低空急流中心早于2km高度以下超低空急流中心1～2小时出现，强降水的出现和超低层急流风速中心的出现相对应的。设计了一个表征低空急流强度和高度的指数I，它可以清楚地表示出降水强度与低空急流之间存在密切的关系。分析表明在指数I迅速加强后1—2小时内将出现强降水，因此风廓线对强降水的出现有一定的预示性。     

多种气象资料在荆门暴雨分析中的应用

本文利用常规气象观测资料、加密自动气象站降水资料、卫星云图和SWAP强对流路径预报资料、多普勒雷达以及风廓线雷达资料,用天气动力学诊断方法,对2013年一次影响湖北省荆门地区的江淮气旋暴雨过程进行分析,结果表明:(1)此次暴雨过程是由于中高纬有高原槽发展东移,槽前正涡度平流作用使得低层西南涡加强,低层减压形成江淮气旋,气旋东移发展而产生暴雨;(2)强降雨主要集中在两个时段,分别与西南涡加强东移和江淮气旋生成有很好的对应;(3)500h Pa垂直速度表明,强上升运动区的移动方向与雨带移动方向一致;水汽通量辐合中心发展并向东北方向移动,跟强降水有直接的对应关系;(4)风廓线雷达反演的热成风温度平流变化,大气折射率常数大值中心以及SWAP的强对流云团的路径外推预报对本地强降水发生位置具有重要的指示意义。     

乌鲁木齐风廓线雷达资料在暴雨天气过程中的应用

利用乌鲁木齐风廓线雷达提供的风场资料、自动站逐时降水量和NCEP/NCAR每6 h再分析资料（1°×1°）,详细分析了2012年5月19日15：00-20日04：00间乌鲁木齐暴雨天气过程。结果表明：高空急流与低空辐合区相配合产生的强垂直上升运动触发了此次暴雨天气;强降雨发生2 h前西北急流迅速下传,引发低层西北急流的加强,低层急流的加强与强降水有较好的对应关系,特别是1 500 m以下的西北急流;低层上升速度2 m/s可作为降水临界值,低层上升速度越大降水越强;强降水阶段整层大气折射率结构常数探测值在-128--120 dB之内,表明整层大气水汽充沛;风廓线雷达产品（垂直速度、折射率结构常数）清楚地反映降水的开始、结束以及降水的强度,可为精细化预报提供参考。     

非常规资料在天津沿海一次灾害暴雨 过程中的应用

利用风廓线雷达、微波辐射计、FY卫星亮温(TBB)及多普勒天气雷达探测等非常规资料,对2012年7月25日发生在天津沿海的一次特大暴雨过程进行分析和研究。结果表明:1)中尺度对流系统是造成暴雨的主要影响系统,地面中尺度辐合导致雷达回波列车效应从而产生区域性特大暴雨,强降水过程中50～55 dBZ强回波超过0℃层到达6.5 km高度,表现出高质心结构,雷达回波多仰角出现逆风区,持续时间近3 h,气旋式辐合增强,使对流有很强的组织性;2)暴雨过程伴随多个中尺度对流云团的强烈发展,成熟的对流云团冷中心温度达-63℃,云团后部温度等值线梯度大,对流旺盛,是引发强降水的关键;3)云液态水含量跃增与地面降水增强有直接关系,高液态水含量集中在0.8～1.6 km高度,强降水前湿层深厚,降水发生后湿层厚度迅速减小;4)风廓线雷达有能力捕捉到对暴雨预报有指示意义的信号,暴雨开始前约1～2 h边界层急流和低空急流建立,且低空急流在强降水发生前达到最强,暴雨开始前约1 h有中层弱冷空气侵入,暴雨开始前10～20 min急流可触发边界层扰动和低空扰动。     

冀中南一次春季雨雪过程诊断与预报技术分析

利用常规观测资料、自动站资料、雷达及NCEP 1°×1°资料,在诊断2013年4月19日河北省一次回流多相态降水过程成因的基础上,总结了降雪漏报的原因。结果表明:冀中南降水区位于700hPa切变线南侧、700 hPa西南低空急流与850 hPa东北风急流交汇处,暖湿空气在冷垫上爬升和急流的次级环流为降水提供了动力条件,低空急流为降水提供了水汽条件。整层大气可降水量及变化可作为降水预报的重要参考。对比分析雨区和雪区的温度廓线发现:通过温度平流分析温度的垂直分布和演变比单独分析温度特性层高度对于辨别降水相态更为可靠,而雷达风廓线资料可作为识别冷暖平流进而辨别大气温度层结变化的有益补充。本次降水相态预报出现偏差的主要原因是对温度垂直分布和演变判断不够准确。     

广州两次暴雨期间风廓线雷达观测的低空风场特征

利用风廓线雷达高时空分辨率资料,对2012年4月在广州出现两次暴雨期间低空流场的主要特征进行了分析。结果表明:(1)在暴雨发生前,动量由高空迅速下传,且不断增强,使得强风速不断下传,导致低空急流的建立及增强,从而使得上下层垂直风切变增大,正涡度环流加强,为暴雨的产生提供了很好的动力条件,当伴随有西南暖湿气流输送的水汽条件时,触发了暴雨的产生;(2)低空急流指数I值的脉动与强降水的发生有密切关系,在每次强降水发生前1~2 h I值都会迅速增大,强降水发生后I值迅速减小;(3)低层风场垂直切变增强以及出现极值的时间与急流下传及出现极值的时间具有较好的时间、空间对应关系,说明正是由于低空急流的下传、增强,导致了风场垂直切变的增强,且局部垂直风切变要比平均垂直风切变大得多。     

基于风廓线雷达资料的一次强降水天气过程分析

利用常规气象资料及风廓线雷达资料分析2018年7月7日南宁吴圩国际机场一次强降水天气过程特征。结果表明此次强降水受中低层切变线南压、西南季风槽北抬及地面冷空气渗透共同影响,强降水发生前地面及空中风场变化特征明显。风廓线雷达资料中功率谱密度、垂直速度、最大探测高度与降水强度关系密切,垂直速度及探测高度的变化对降水临近预报有一定指示意义,低空风切变对本场航空器起落产生了重要影响。     

2012年7月山东接连两次大暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、多普勒雷达风廓线数据、卫星云图及NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年7月8日和10日接连发生在山东省的两场大暴雨过程进行对比诊断分析。结果表明:前一过程发生在副热带高压稳定的环流背景下以及不稳定能量增大的过程中,后一过程发生在副热带高压减弱南退的环流背景下以及不稳定能量释放的过程中;暴雨区上空低空急流和垂直运动强烈发展以及对流层中低层辐合、高层辐散的典型配置是两次过程发生共同的有利大尺度环境条件,不同的是,前一过程强降水强度与落区同强垂直上升运动、低空强辐合及高空强辐散、水汽通量辐合中心相一致,后一过程这种对应关系不如前一过程好;西南急流强烈发展对应两次过程的强降水时段,后一过程西南急流发展高度低于前一过程,其风速却比前一过程强得多,降水结束时后一过程冷空气下传速度比前一过程更快、高度更低;后一过程云顶温度更低,对流系统发展更高,云顶温度低于-70℃中心维持时间较长,强降水出现在云顶温度低值中心及其梯度大值区内,这对强降水临近预报具有较好的指导意义。     

强降水过程风廓线雷达资料的极值特征

为提高强降水天气的短临预报水平,分析了云南大理2008—2012年汛期地面强降水发生前风廓线雷达资料的极值特征。结果表明:强降水前0~1h最大探测高度最高,强降水的强度与最大探测高度的量值和增幅呈正相关。强降水出现前1h左右,向下的垂直速度极值最大,所对应的高度最低;且向下的垂直速度极值越大,强降水的强度也越大。在强降雨发生前1h出现信噪比极值的峰值,该峰值越大,强降水的强度也越大。较强的强降水发生前3~4h,在4.0km高度附近有中尺度急流出现。     

高炮方位标注专利技术的应用

对2007年8月7日发生在太原的突发性暴雨过程,从天气形势、探空资料、多普勒雷达产品等方面进行了分析,结果表明：a）前倾槽、300hPa急流、副高边缘暖湿气流活跃是产生暴雨天气的有利背景。b）探空资料分析表明,中低层暖湿平流、高空干冷平流的存在使得大气层结不稳定趋于增大,是造成此次暴雨的直接原因。c）低层暖平流加辐合和高层辐散叠加的多普勒雷达速度场对大范围强降水发展、维持、消散具有很好的预报指示作用;逆风区、中尺度切变线、辐合线在强降水临近预报中有明确的指示意义。d）雷达风廓线产品分析表明,低空急流在夜间产生并加强,使降水夜间加强并导致大暴雨的发生。     

边界层风廓线雷达资料在北京夏季强降水天气分析中的应用

利用北京城区及周围3个站的Airda 3000边界层风廓线雷达提供的风廓线资料,详细分析了北京2005年8月3日的一次强降水天气过程.分析表明,降水前十几小时出现双层低空急流,急流层内结构复杂,呈现多中心结构.风廓线观测揭示,南高空槽和弱冷空气共同诱发产生的切变线低涡是产生此次暴雨天气的主要中尺度系统,暴雨系统有很复杂的垂直结构.强降水开始前数小时(夜间)城区地面风场辐合,在临近降水和降水开始时辐合(或切变)层向上发展,这一过程有利于降水的发展.     

“6·22”广东局地特大暴雨成因分析

综合利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料及1°×1°地形网格数据、Micaps区域自动站逐时资料、FY-2G卫星TBB资料,对2017年6月22日凌晨广东阳春至恩平一带的局地特大暴雨进行分析,结果表明:副热带高压西伸、南支槽东移以及低层南风风速辐合,为该次特大暴雨发生提供了有利的动力条件;低空急流和地形抬升作用对强降水触发起着关键作用;局地经圈环流的正反馈机制使得南风急流和南海水汽输送加强,强降水维持;温度平流零线附近(垂直方向)、等θse线密集区、垂直上升速度中心区,均与强降水落区有很好对应关系。     

2014年3月28—31日肇庆强降水和强对流天气的分析

利用常规观测、MICAPS、NCEP再分析和自动气象站资料,对2014年3月29—31日肇庆强降水和强对流天气的天气形势、物理量诊断、单站气象要素演变特征、环境条件及能量场进行了分析。结果表明:强对流天气发生在200 h Pa高空急流轴南侧辐散分流区、500 h Pa高空槽前强西南气流、850 h Pa低空急流和地面显著流线汇合的重叠区域;气压最低值出现在强降水峰值出现前1~2 h,强降水发生前2~3 h,气压突降;温度和露点温度的差值在0.5℃以内的时段与强降水集中的3个时段基本吻合;暴雨临近至暴雨发生期间总温度在肇庆附近维持强梯度,暴雨区向正变温平流的下风方向移动;总温度高中心配合地面中尺度辐合线,导致肇庆大暴雨。     

热带风暴“天鹅”暴雨的中尺度特征及风廓线雷达资料分析

利用风廓线雷达资料、自动气象站逐时降水资料及FY-2C卫星红外亮温（TBB）资料,分析2009年8月6日热带风暴＂天鹅＂引发的南沙区暴雨过程,结果表明：热带风暴中发生发展的中尺度对流系统（MCS）是此次暴雨的直接原因,而弱冷空气从对流层低层入侵＂天鹅＂环流系统为MCS发生发展提供有利的条件;风廓线雷达信号噪声比的大小反映了探测范围内中尺度对流系统（MCS）的强度及降雨强度;风廓线雷达水平风资料很直观地显示了＂天鹅＂活动期间边界层内低空急流的持久存在;强降水出现与低空急流脉动及其在垂直方向上传播关系密切;边界层内出现强烈的逆温层分布与雷暴的发生相对应。     

风廓线雷达在一次短时暴雨过程中的应用

利用2014年8月24日天津地区一次短时暴雨天气的3部风廓线雷达资料和降水实况资料,对比分析降水发生、维持和消亡期间风廓线雷达资料的变化特征,以探讨风廓线雷达对降水天气的监测能力。结果表明:1)风廓线雷达不仅能够反映大气层结上冷下暖的结构,并且能够探测到切变线的存在,对风的垂直结构有较强的探测能力。2)当降水出现时,垂直速度和大气折射率结构常数明显增大。4 m·s~(-1)的垂直速度出现和消失时刻,对应降水的开始和结束时刻;降水期间,4000 m高度以下的垂直速度越大降水越强。西青、静海站的折射率结构常数与降水强度之间有很好的对应关系,但不同地区的大气折射率结构常数值对降水强度的指示标准并不一致。3)在降水最强阶段,风廓线雷达数据获取率明显下降,因此低的数据获取率对强降水有一定的指示意义。     

雷达风廓线反演在云南强降水预报中的应用

利用VAD(Velocity Azimuth Display)方法反演多普勒雷达垂直风廓线,并将反演风场应用于云南强降水过程的诊断预报。通过反演风廓线资料与探空实况、NCEP再分析资料的对比分析,发现VAD方法反演的风廓线与实况资料具有较好的一致性,表明该方法在云南是可行的;通过反演风廓线资料可以较为精细地监测和分析大气垂直方向上水平风场的不连续性,由此得到低空切变、温度平流和低空急流等系统的厚度和强度演变特征。相对于时、空分辨率不足的常规探空资料,雷达反演风廓线具有较高的时间和垂直分辨率,能够更为详细地揭示强降水天气过程中起重要作用的天气系统的主要特征和演变过程。因此,VAD风廓线产品对云南强降水天气过程的预报具有较好的参考价值和应用前景。     

成都两次暴雨期间风廓线雷达观测的低空风场特征

利用风廓线雷达高时空分辨率资料,对2018年7月成都两次暴雨期间低空风场特征进行分析。结果表明:(1)强降水开始前,中低层(2~4 km)偏南风增强,甚至可以达到急流强度,低空急流指数峰值出现时间较短时强降水开始时间有一定提前量;(2)短时强降水开始于中低层冷空气入侵之时,0.5 km高度附近的风场扰动出现时间较强降水开始时间提前约1 h;(3)两次强降水过程显示,南风增强产生的强垂直切变有利于强降水发生,而北风增强产生的强切变使得降水减弱。