相控阵天气雷达监测预警龙卷风的过程剖析

天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借助雷达智能预警软件,利用X波段双极化相控阵天气雷达的双偏振量和超高时空分辨率数据,实时反演三维风场和分析龙卷碎片(TVS)特征,能够显著提高龙卷风监测预警水平。实例表明,本次成功地提前18分钟预警龙卷,进一步说明了X波段双极化相控阵天气雷达在强对流天气探测方面具有较强的生命力。     

一次台风暴雨中的龙卷风天气

分析2006年8月4日佛山地区龙卷风天气发生前后环境场变化特征,从热力学、动力学方面诊断分析,初步概括龙卷风发生的简单机制,指出:在台风外围不稳定区域中,当有水平切变和强的垂直风切变存在时,且雷达回波强度图上出现人字型回波、速度场上有气旋式辐合,回波强度≥52 dB z时,要警惕龙卷风可能发生。     

2009年7月20日承德龙卷多普勒天气雷达特征

为了研究2009年7月20日发生在河北省承德市龙卷过程的多普勒天气雷达特征,利用承德CINRAD/CB多普勒天气雷达结合天气图、风廓线雷达、自动气象站等实况观测资料,对该次龙卷过程进行了详细的分析。结果表明:龙卷出现前低层大气相对暖湿,受高空冷涡影响,在对流层中层有较强的干冷空气下传,中高层有较强的垂直风切变。龙卷风出现过程中,在多普勒天气雷达径向速度产品上自低层到6.8 km都存在强烈的气旋性涡旋,风暴单体顶高、最大反射率因子高度、风暴质心高度等位置较高。垂直积分液态含水量产品显示在龙卷风出现前VIL数值产生了跃增,但40kg·m~(-2)以上维持时间短。定位分析表明,受风暴运动和结构影响,雷达龙卷涡旋特征位置位于实际龙卷风的东南侧。     

一次龙卷风大气过程分析

本文利用2008年5月23日700 hPa高空图、19:00 FY2C红外图象以及雷达观测资料,对一次陆地龙卷天气过程进行分析,揭示了龙卷风强对流天气发生的主要原因,对冰雹、龙卷等强对流天气的临近预报有指导意义.     

一次典型超级单体风暴过程分析

利用赤峰多普勒天气雷达观测资料,对2005年6月19日一次典型超级单体风暴造成的雷雨大风和冰雹天气过程进行分析,揭示出强对流天气雷达回波强度场和多普勒速度场的典型特征,为强对流天气的监测、识别和临近预报、人工消雹提供参考.     

新一代双偏振天气雷达(CINRAD/SAD)精细化探测技术

新一代双偏振天气雷达在暴雨、台风等灾害性天气监测和预警中发挥了重要的作用。随着气象现代化发展以及预报时效性、精细化度的要求不断提高,S波段新一代双偏振天气雷达已不能充分满足发展过程迅速的中小尺度天气系统的研究、预警。气象雷达的时空分辨率对探测强对流过程中小尺度结构有重要作用,提高天气雷达时空分辨率是精细化探测技术的关键,本文着重从新一代天气雷达的时空分辨率、体扫方式等方面,通过对天气雷达脉冲重复频率、信号处理方法及扫描方式等进行改进,提高新一代双偏振天气雷达对中小尺度气旋和龙卷风等灾害性天气的探测能力,以获取快速变化的天气过程精细化特征,获得更新更快、分辨率更高的观测资料。     

1998-07-21多单体风暴过程分析

利用714CD多普勒天气雷达观测资料、天气图和省区域小图,对1998年7月21日发生在河南省许昌以北的大范围强对流天气过程进行分析,揭示了多单体风暴在多普勒天气雷达上的强度场和速度场特征.     

070703天长超级单体龙卷的多普勒雷达典型特征

主要使用南京多普勒天气雷达资料,分析了2007年7月3日发生在安徽天长和江苏高邮的龙卷风天气,着重分析了中气旋和龙卷涡旋特征(TVS)等产品的典型特征.龙卷发生在飑线回波带的北端强烈发展的超级风暴单体中,回波带前沿存在强烈的水平风切变,使得回波带上不断有中气旋生成.对产生龙卷的超级风暴单体,龙卷发生30min前,雷达给出了中气旋(M)产品,该中气旋持续了7个体扫的时间(42min),在中气旋出现后第5个体扫,雷达给出龙卷涡旋特征(TVS)产品,龙卷涡旋特征持续了3个体扫,综合切变产品也给出了显著的提醒.实地调查结果,龙卷风和第2个TVS同时发生,龙卷风位置与TVS位置对应,但位于TVS的南侧,位于中气旋最大风速圈的南缘.虽然CINRAD/SA雷达的TVS产品有虚警的情况,但结合反射率因子、平均径向速度、中气旋、综合切变等产品的分析,对于龙卷监测和预警会很有帮助的.     

阿克苏一次强冰雹天气的多普勒雷达回波分析

应用多普勒天气雷达观测资料分析了2003年6月29日降雹天气中强对流云体雷达回波强度场和速度场的演变特征,在今后防雹减灾工作中有较好的应用价值.     

WSR-88D新进展

WSR-88D是全相干型和全计算机化的10cm脉冲多普勒天气雷达,功率大(750kW),分辨率高(0.95度,脉宽0.25km),具有极高的探测灵敏度(-10dB_2/50km)和强大的处理功能.在无云晴空条件下,不仅可测边界层的风场,而且从回波(Z)图上可清晰看见冷锋或干湿不连续线的存在,对于潜在的强对流天气如龙卷风和强雷暴的早期监测大有益处,远非常规天气雷达可比.     

海门一次F1级龙卷的多普勒天气雷达特征分析

用多普勒天气雷达、常规观测和地面加密观测资料对2011年7月13日发生在江苏南通海门市树勋镇的龙卷风过程进行了详细分析.得出:较长时间的不稳定层结的存在,较低的抬升凝结高度,较强的水平和垂直风切变以及地面干线的存在为龙卷风的发生发展提供很好的动力条件;底层冷空气的切入,较强的风切变易使单体发展更加旺盛.强回波中心高度和...     

9403号强热带风暴外围龙卷风分析

9403号强热带风暴于6月8日中午在雷州半岛登陆后，向偏北方向移动。9月07时左右，其外围云带在南海市和广州市北郊产生了龙卷风。这次龙卷风的特点是风力大、气压低、呈跳跃式前进，并造成严重的损失[1]。本文试图使用天气图资料着重分析龙卷风形成的天气形势背景，同时结合单站资料、物理量资料及卫星云图、雷达回波照片分析其环境场及云带的演变过程。1天气图资料分析图1为6月8日20时至9日08时各主要天气系统的演变趋势。9403号强热带风暴登陆后北移，500hPa高空槽东南移，地面锋面南压，引导冷空气南下，由于冷空气的入侵和陆地的摩擦作…     

主编语

相控阵天气雷达是雷达探测技术的最新发展方向,目前国际上的龙卷探测技术已经由传统的以强度探测为主转变为流场结合强度的探测为主。佛山作为我国龙卷等强对流天气最为频发的地区之一,已于2019年12月完成了一期4部相控阵雷达的建设,并将于2020年完成二期3部相控阵雷达的建设,建成由7部相控阵雷达组成的阵列天气雷达,并由雷达控制中心协调各部雷达协同扫描,是我国第一套针对龙卷监测的分布式协同探测相控阵天气雷达系统,能实时获取精准三维流场。这将推动龙卷风预报预警方法和思路的变革。     

吉林省一次强对流天气的中尺度分析

作者对１９９３年８月１２日发生在吉林省境内的一次龙卷风天气进行了分析。结果表明：在出现龙卷风之前和形成初期，地面风场，高空环流形势，Ｑ↑→矢量散度，对流稳定度和能量场诸方面都有表现，可提供预报信息。     

京津地区强冰雹环境场分析

本文主要分析1964—1979年16年期间具有特定形势的强冰雹天气环境场和发生条件,并给出了天气环境场模式图。 每年从春末至秋初(四月中旬—九月上旬),京津地区经常发生强的雷雨、冰雹,有时还发生龙卷风等强对流天气。根据1964—1979年冰雹灾情资料的统计,16年期间京津地区发生25次强冰雹天气过程,其中有两次还出现了龙卷风。强冰雹发生的最多月份是     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

相控阵天气雷达与多普勒雷达的探测精度与探测能力对比研究

相控阵技术应用到大气探测领域是一项崭新的课题,国外已开展了此项研究.为了研究相控阵天气雷达在大气探测领域的探测能力和探测精度,使用美国相控阵天气雷达与多普勒天气雷达同步探测的两次强天气资料,分析比较了两部不同扫描体制雷达的径向探测精度、切向探测精度、扫描时间、灵敏度以及在探测强风暴反射率因子特征、径向速度和超级单体的演变过程.结果表明:电扫描雷达的探测精度会随着波束指向角的变化而变化,而多普勒雷达在整个扫描范围内不随扫描方向角的改变而改变.相控阵天气雷达的切向分辨率比多普勒雷达低,提出了在方位上采用窄波束、俯仰方向上采用宽波束扫描,同时在接收时采用多个窄波束覆盖发射波束的接收方法.将存在模糊的速度场恢复为连续的速度场然后再对速度数值进行调整的退模糊方法也能剔除波束多路转换扫描方式下的速度模糊现象.     

2007年7月皖苏北部龙卷风初步分析

2007年7月3日0840-1000(UTC)先后在安徽天长-江苏高邮和江苏兴化等局部地区发生了多个龙卷风,成为本年度的极端天气事件之一.利用高频次的FY-2C、2D等静止气象卫星资料、南京站多普勒天气雷达资料和常规天气资料对这次龙卷风天气系统的活动与演变进行了分析,得到以下认识:叠加在梅雨锋切变线上的高空短波槽线,及槽后强干冷空气平流与低空暖湿平流在垂直方向迭合,并与200hPa青藏高压东西向脊线北侧的辐散场重合,为强对流天气系统的发展提供了动力和热力条件;0400(UTC)之后,在鄂豫皖苏交界区形成了两条中尺度对流云带.一条是与梅雨锋切变线相对应的弱对流云带,另一条是位于其南面的在上述干冷空气前沿迅速发展的飑线云带.切变线弱对流云带整体缓慢向南移动,构成云带的对流云块沿着云带缓慢向东移动.强对流飑线云带则由西北西向东南东方向移动,构成飑线云带的强对流云团则沿着云带由西南西向东北东方向移动.龙卷风就发生在上述两条中尺度对流云带的云团相交合并处.     

2008年6月3日一次中尺度强对流天气过程分析

利用Micaps资料及新一代天气雷达探测资料,从环流背景、物理量场和雷达回波演变几方面分析了2008年6月3日下午郑州新郑机场遭遇的一场历年少见的强对流天气过程,结果表明:此次天气过程形成于东北冷涡东移过程中,旺盛的暖湿辐合上升气流提供了对流暴发的动力和水汽条件,中层相对较干的暖层结有利于积聚大量的不稳定能量,低层冷空气的入侵是对流暴发的触发机制.新一代天气雷达探测资料揭示了对流云团的发生、发展、移向和强度变化.     

皖北两次龙卷过程对比分析

利用常规资料、NCEP再分析资料、高密度地面自动站资料、多普勒天气雷达资料,对安徽省灵璧县和泗县发生的两次龙卷过程进行对比分析。结果表明：龙卷风发生在低空急流的北端左侧以及高湿中心和水汽辐合中心的交汇处;龙卷风发生前低层垂直风切变强烈;龙卷风发生在地面辐合最强的地方,为判断龙卷风可能发生的区域提供了线索;龙卷风发生前10～20 min均有龙卷涡旋特征报警,同时有中等强度中气旋配合;灵璧龙卷风出现在母体风暴的南端,强回波在3 km以下;泗县龙卷风发生在带状回波的中部,中气旋由弱发展为中等强度后一个体扫龙卷出现,龙卷风发生时强回波有断裂和突前以及中气旋顶高下降的特征。