江西三类致灾大风天气活动与回波特征分析

使用常规天气资料、灾情资料、自动气象站、卫星云图和雷达回波等资料,对江西出现的灾害性大风天气进行分析,结果表明：江西致灾大风天气主要有三种类型。（1）与飑线回波带和超级单体等雷达回波系统相伴随的雷雨大风天气,同时还伴随强雷电、强降水、冰雹和龙卷等灾害性天气;（2）与冷锋雷暴回波带和冷空气大风相伴随的混合大风天气,具有雷雨大风天气和冷空气大风天气活动的特征;（3）由雷暴下沉气流触发、中高空动能下传和气压梯度风共同作用产生的无降水致灾大风天气,没有降水、雷电等天气现象伴随。     

河南省强雷暴地闪活动与雷达回波的关系探析

利用ADTD雷电定位显示监测系统资料和郑州714CD多普勒雷达回波资料,对河南省2004--2006年8次雷雨大风伴局地冰雹和强暴雨两类强雷暴天气的地闪和雷达回波的特征及关系进行了分析,从观测事实出发,分析了河南8次强雷暴地闪活动与雷达回波的关系。结果表明:大风冰雹类回波强度为50～60 dBz,暴雨回波强度一般为40～55 dBz。暴雨地闪频数明显多于大风冰雹类;大风冰雹类天气以正闪为主,正闪比例在50%以上,暴雨正闪比例在6%以下;最大正、负闪强度可以出现在强雷暴过程的开始、持续、结束时段。块状单体回波出现或出现前,地闪已经出现,移动过程中的强回波带,少量地闪出现在强回波移动方向的前方20～30 km内,此地闪能很好地预示强回波未来移动方向;对于暴雨类天气,地闪不能很好预示降水的开始,地闪频数的增加预示强暴雨进入持续阶段,地闪减弱比暴雨回波减弱有明显的提前量。雷雨大风冰雹和暴雨持续阶段其正闪密集区和负闪密集区都同40 dBz的强回波区有很好的对应关系。雷雨大风持续阶段地闪数频数突增,整个时段地闪频次具有单峰特征;暴雨整个时段地闪频次具有双峰或多峰值特点以及高频数地闪持续性特点;1小时地闪频数强暴雨远大于雷雨大风冰雹类。暴雨类0℃、-10℃、-20℃层高度及云顶高度一般高于大风冰雹类,△H_(-10～0℃),△H_(-20～0℃),△H_((?)～0℃)三层高度差也大于大风冰雹类。     

渤海西部雷雨大风统计特征及对流参数指标分析

使用2011—2016年5—9月渤海西部7个海岛、平台、浮标站加密资料等,对渤海西部雷雨大风统计特征进行分析,结果表明:渤海西部雷雨大风以8～9级为主,主要发生在渤海西部偏南海区;6月发生最多,其次是7月,5月最少,其中,6月过程主要发生在19—23时,同时,高空冷涡影响过程是低槽影响过程次数的两倍,且以带状回波影响最多,占68.8%;大风发生前6～12 h,渤海西部比上游陆地站温度每经度低6℃,而在大风发生前1～2 h,比上游沿岸温度每经度高4℃以上,气压每经度低2 hPa;同时,使用订正探空资料分析渤海西部雷雨大风发生前对流参数指标及其参考阈值,结果表明:抬升指数、大风指数、最佳对流有效位能和0～3 km垂直风切变在渤海西部相对华北陆地更明显,分别给出渤海西部6—9月逐月以及高空冷涡和高空低槽背景下的抬升指数、大风指数、最佳对流有效位能和0～3 km垂直风切变参考阈值,为渤海西部雷雨大风预报提供参考。     

窄带回波在大风超短时预报中的应用

利用新一代天气雷达回波资料,结合地面实况资料,对2004年8月22日发生在新疆准噶尔盆地南缘的一次雷雨大风天气过程进行了分析,认为窄带回波的形态特征及其演变可为大风超短时预报提供较可靠的信息。     

濮阳市雷雨大风天气的多普勒雷达资料分析

利用常规实况资料和物理量场、雷达产品资料,分析了2007年7月27日和30日濮阳全市出现的雷雨大风强对流天气,结果表明:高低空配合的较强暖湿急流和弱冷空气的相互作用产生的中尺度辐合线是产生这次强对流天气的主要系统;槽前暖区产生的飑线发展东北移是造成这次雷雨大风的直接原因;持续5天的深厚低压槽前较强的西南急流,一方面把大量热量和水汽向北输送,为雷雨和短时大风的产生提供了热力和动力作用,另一方面,高低空深厚一致的西南急流决定了雷雨大风的移动方向.雷达图上,雷雨大风最大风速出现在"人"字型回波顶端及其移动路径上.对多普勒雷达VWP场的分析,可以提前30 min预报雷雨大风天气.     

一次夜间弓形回波特征分析

针对2012年7月13—14日一次发生在高空槽前暖湿环境中产生短时强降水和7—9级雷雨大风的夜间弓形回波系统,进行了天气过程分析和数值模拟,发现弓形回波系统由两个多单体雷暴合并发展,强降水特征明显,在弓形回波的弓形顶点经过的浙江北部的嘉兴到上海青浦、宝山等一线出现了长距离的直线大风。分析表明,在整层湿度较大的环境中,来自对流系统南侧的中高层干暖气流卷人,加强了雷暴中降水的蒸发冷却作用,导致雷暴中的下沉运动明显增强,是产生长距离直线大风的关键环境因素;弓形回波系统后侧维持向前、向下倾斜的后侧人流急流,与雷暴内的下沉运动共同作用增强了风暴前侧的气压梯度,是产生此次弓形回波大风的主要原因;强低空环境风垂直切变阻止了冷池快速离开风暴主体,弓形回波前侧的阵风锋与低层环境风垂直切变形成的匹配涡对使得前侧新生对流垂直发展,是该弓形回波系统发展、维持的关键机制。     

两次龙舟水降水过程中不同类型的天气雷达特征分析

对2013年5月20日和5月22日由南海季风造成的两次龙舟水过程进行了多普勒雷达资料分析,结果表明:造成雷雨大风的飑线过程具有人字形特征,之后分裂为两条弓形回波,此飑线具有前倾结构、高质心高度、高VIL、共存多个中气旋、中层径向辐合、速度模糊等特点,雷雨大风是由飑线前后两侧的下击暴流造成的;形成列车效应的带状回波具有低回波顶高、低质心高度、中气旋、急流核高度低等特点,短时强降水中局部地区的大风是由环境风造成。     

2008年7～8月广州白云机场强对流天气的多普勒特征

利用白云机场新雷达、香港天文台雷达和广州番禺雷达的各种产品,选取2008年7—8月6例发生在白云机场的强雷雨和雷雨大风,分析它们的多普勒图像特征。结果发现,新雷达的径向速度场对于雷雨大风的预报很有意义;2008年7～8月的雷雨大风基本属于大风区型,当大风区伴随有中气旋或逆风区时,会给地面带来较大的大风,而仅有逆风区时,不一定出现大风;零速度线由模糊、凌乱变得清晰、整齐及周围风速梯度的加大,预示着地面大风出现的可能。     

一次雷雨大风的形成机制及多普勒雷达特征分析

利用常规资料和多普勒天气雷达资料对2011年4月27日凌晨的一次弱降水雷雨大风进行了诊断分析,结果表明,此次过程以前倾槽为特征,高空干冷空气先行,叠加在低层暖湿气流之上,形成对流不稳定;横槽下摆,地面冷锋向南侵袭,在低层形成边界层切变辐合线,触发强对流爆发;中等到强的垂直风切变环境有利于强对流发生发展;0℃层高度适中,且对应一个较厚干层,不利于降水而有利于下沉气流发展;雷达回波上观测到飑线发展成"弓形"回波,且有一条10~15dBz的窄带回波,即可发布地面大风警报;径向速度图上观测到冷锋过境的风场变化特征,地面大风与径向速度大值区相对应,且有低层辐散、中层辐合并有气旋式旋转维持至大风结束。     

梧州前汛期强对流天气多普勒雷达特征分析

对前汛期发生在梧州地区的各类强对流天气在梧州多普勒天气雷达上的表现特征进行分析得出:短时强降雨回波常表现为块状回波,回波顶的外形比较平滑整齐,回波中心的强度在45d Bz以上;在速度特征上,在径向速度图上常出现逆风区;雷雨大风的雷达回波速度特征表现为,风向随高度顺时针旋转,存在较强的暖平流,在高仰角的速度图上(一般仰角在4.3°)有大风核存在;而冰雹等冷式切变回波,在速度特征上,零速度线出现90°折角,风向随高度逆转,可分析出存在冷平流。     

西江流域强对流天气特征

统计分析2002—2006年发生在西江流域的73次强对流天气,其年平均15次与前人统计的1971～1983年数据基本持平,但开始月份和结束月份均有所推迟,秋冬季强对流天气的发生有增多的趋势。把西江流域的强对流天气形势分成7个类型,前汛期的复合型和后汛期的东风型是重要的强对流天气类型。对比4个复合型和东风型的典型个例的异同点,得出一些对强对流天气预报有指导意义的结论：逆风区的出现可作为短时强降水预报的重要判据;弓形回波、中气旋的速度特征预示在其附近和下游地区常会出现大风和冰雹;快速移动的回波（v〉50km／h）对雷雨大风的产生非常有利;小尺度的气旋式涡旋（辐合）、钩状回波、V形回波与灾害性大风、短时强降水密切相关。     

滇东南强对流天气雷达回波特征分析

通过对强对流天气典型个例的分析,得到滇东南强对流天气的一些雷达回波特征。冰雹、雷雨大风天气过程强回波高度高,达6~8Km,而暴雨、大暴雨天气过程强回波高度仅3~4Km;冰雹、雷雨大风强对流天气的雷达回波移动速度快,而局地暴雨、大暴雨的雷达回波移动速度缓慢或停滞。冰雹、雷雨大风和暴雨天气的产生与多普勒径向速度场上的逆风区或辐合流场的发生发展密切相关。     

“11.04.17”南沙区一次罕见强对流天气过程分析

分析了2011年4月17日广州市南沙区一次历史罕见的瞬时极大风速达14级以上的雷雨大风并伴有冰雹、强降水事件。多普勒天气雷达表明,此次强对流天气为弓形回波中的超级单体风暴影响造成;反射率回波图的"V"型缺口指示冰雹的出现。对流有效位能数值和K指数的突增显示了层结的不稳定性;对流层中下层环境风,随高度顺转说明了低层的暖平流特征。风廓线仪资料在本次雷雨大风过程中对短临预报,有很好的时效性:水平风资料提前24 min出现了中高层大风突增。风廓线仪虚温资料显示,09:30以后温度开始有持续的增加,指示低层能量的不断累积。     

江苏沿海大风特征及其变化分析

利用1981—2010年江苏沿海地区的大风资料,分析30 a沿海大风气候特征,结果表明:江苏沿海地区最大风速≥6级和≥8级大风,呈逐年递减趋势。夏季,江苏沿海大风以东南风为主;秋、冬季,以偏北风为主;而春季,沿海大风以偏北风为主,东南风次多。冷空气偏北大风以冬季最为常见,低压(气旋)大风和入海高压后部大风易发生在春、夏两季,雷雨大风主要发生在夏季,台风大风主要发生在夏季和秋季。     

北京地区强对流天气雷达回波特征

通过近 2年的观测 ,收集了一些新的、不同类型的强天气个例的回波资料。对其中典型个例的分析可以得到北京地区的一些强天气的雷达回波特征。冰雹、雷雨大风回波高度高 ,达 1 2km ,暴雨过程回波高度仅 7km ;冰雹、雷雨大风这类强对流天气的雷达回波移动速度快 ,而局地暴雨的雷达回波移动速度缓慢。通过对多普勒径向速度图的分析 ,可以得出冰雹、雷雨大风与暴雨的动力结构有着明显的差异。地形的影响是显著的     

咸阳地区大风天气特征及智能网格大风预报订正

利用2014—2019年咸阳地区13个地面气象观测自动站风场数据、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、西安探空资料及多普勒雷达产品、陕西智能网格逐小时格点化预报风场产品,对2014—2019年发生在咸阳地区的大风天气过程进行统计及分型处理,对比2017—2019年大风过程中陕西智能网格预报风场产品与实况风场差异,提炼出基于陕西智能网格预报风场产品的订正指标,利用2020年大风个例进行检验评估来验证订正指标的可靠性。结果表明：发生在咸阳地区的大风分为系统性大风和雷雨大风,其中系统性大风包括高压后部偏东大风和冷锋后部偏北大风,雷雨大风分为高空冷槽型、西风槽型、副高影响型、冷涡后部型以及低涡型;陕西智能网格预报可提前72 h准确预报出2类系统性大风天气过程,提前12 h预报的平均风速最大值与实况最大风速之间差值最小,可参考该预报时次的结果增加4 m/s进行订正,检验得到6级以上风速预报准确率提高约1831%左右;对于雷雨大风,最大小时增幅在2 m/s以上对雷雨大风的发生时段预报有一定的指示意义,结合25百分位的实况极大风速阈值、陕西智能网格预报极大风速阈值,与各个环境参量和雷达产品参数进行概率匹配,订正预报可在一定程度上提高此类大风极大风速预报准确率。     

江西两种典型强对流天气的雷达回波特征分析

选取江西12次典型强对流天气过程,从7个方面对冰雹、雷雨大风和短时强降水2种强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行对比分析。分析结果表明,江西冰雹、雷雨大风天气45～55 dBz强回波平均高度为12.6 km,≥-25℃等温层的高度,比短时强降水天气高5.7 km。弱回波区或有界弱回波区、三体散射长钉、持续高垂直积分液态水含量、中气旋、下湿上干和强风垂直切变等,都是冰雹、雷雨大风天气的典型特征;相对平均径向速度图上“S”形暖平流及表现强低空急流的“牛眼”、深厚的湿度层等,则是短时强降水天气的主要特征。     

襄阳一次强雷暴过程的雷达回波与地闪特征分析

利用湖北省闪电定位仪、新一代天气雷达资料并结合常规气象观测等资料,对2011年7月24日下午出现在湖北襄阳的一次强雷暴天气过程进行了分析。该过程的两个强风暴分别产生了冰雹和雷雨大风（后期强降水）,重点分析了两个强风暴系统生命期雷达回波和闪电（地闪）特征。结果表明：产生冰雹的强风暴是一个孤立的超级单体,降雹发生在超级单体成熟阶段;产生雷雨大风和强降水的强风暴是一个弓状回波,雷雨大风发生在弓状回波顶部,强降水回波成片状且移速较慢;两个风暴的地闪演变特征及闪电在风暴生命史各阶段分布的位置不同。     

利用雷达回波三维拼图资料识别雷暴大风统计研究

应用雷达回波三维组网拼图数据、加密自动站和地面灾害大风资料,对2008—2012年京津冀地区20次区域性雷暴大风天气过程进行了统计。检验了基于模糊逻辑建立的利用回波强度识别大风的算法,分析了大风出现的位置。该大风识别算法确定了雷暴大风的6个雷达识别指标及其对应的权重系数和不同季节的隶属函数。检验分析块状回波、带状回波和片状回波3类大风过程的识别效果,结果表明：块状回波类大风是由孤立的强单体风暴引发的,风暴单体具有回波强、回波顶高、垂直积分液态水含量大和移动快等特点,雷暴大风多出现在风暴单体附近且二者移动路径一致;带状回波的长度远大于宽度,主要包含飑线和弓状回波,大风影响范围广且多位于带状回波的前沿一带;片状回波多指大面积层云回波中镶嵌着强回波单体块的混合回波,对应出现的雷暴大风多位于风暴单体的周边区域。3类回波识别到的可能出现大风区域与实测大风范围基本吻合,块状、带状和片状3种类型的雷暴大风命中率分别为96.2%、68.6%和45.3%,漏报率分别为3.8%、31.4%和54.7%。由于垂直积分液态水含量偏低和回波强度弱,片状雷暴大风识别漏报相对较多;空报原因除了与测站分布稀疏有很大关系外,也与识别算法本身有关。识别检验证明雷暴大风综合识别方法是合理可靠、切实可行的,可以为雷暴大风的短时临近预警业务和系统开发提供技术支撑,这一工作也为进一步预警大风出现的位置提供了基础。     

带状雷雨大风回波特征

本文通过对多年雷达回波资料的统计和分析,找出了产生雷雨大风的具有普遍性和稳定性的雷达回波特征,为做好雷雨大风天气预报提供参考依据。