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。     

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。     

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。     

滇西北高原区域性冰雹过程的雷达产品分析

利用丽江新一代天气雷达回波资料并结合常规资料,对2010年7月31日发生在丽江市、维西县的一次强对流天气进行分析。结果表明:青藏高压底部偏东气流强,结合滇西北区域的辐合区及地面冷空气,形成了有利于冰雹天气发生的天气背景;在基本反射率因子图上冰雹云回波单体的强度值都大于50 d Bz,最大值达到63d Bz,其外形结构为"点状";在VCS(Vertical Cross Section)垂直剖面图中冰雹云回波单体的强回波核高度在8km左右,且出现了悬垂状、弱回波区、回波墙等结构特征;逆风区和低层风速的辐合是本次冰雹过程中径向速度场中的主要特点;冰雹指数产品中大三角形的出现可以作为冰雹预警的一个指示性标志;降雹前VIL值都有不同程度的跃增,跃增达到最大值后地面降雹,降雹时的VIL值在23 kg/m2以上,系统减弱后VIL值开始减小。     

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.     

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。     

西北地区一次人工消雨试验效果分析

通过利用人工消雨作业目标区和对比区降水量资料,研究了作业前后降水量的时间变化和空间变化。开展作业后作业区出现了显著的降水低值区,作业影响区出现了延迟降水。说明集中过量播撒作业对抑制云团的发展起到了积极的作用,消雨作业实施后1~3 h内有一定的作业效果。消雨作业实施后,目标区(影响区)的降水量要明显小于对比区的降水量。     

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。     

利用NCEP再分析资料和新一代天气雷达资料对干旱区一次持续阴雪天气的分析研究

利用NCEP再分析资料和银川新一代天气雷达资料,对2008年元月中下旬宁夏持续阴雪极端天气进行了环流背景及雷达回波特征分析。分析表明:欧洲阻高的建立与崩溃、里海到巴湖切断低压的维持加深与减弱、东亚大槽的稳定维持、副高的偏北偏强及高原东侧西南气流的存在,为宁夏持续阴雪天气提供了有利的环流背景及较好的水汽条件,低层辐合、高层辐散为降雪天气提供了持续的上升运动,而低层高原低值系统的作用,是造成局地大降雪的主要原因。降雪雷达回波强度一般维持在10～25 dBz,超过30 dBz的回波面积小,回波顶比较平整,顶高普遍在4.0～6.0 km,最高达到7.0 km左右,零速度线有时可表现为明显的 “S”型结构;利用Z-I关系进行雷达定量降水估测对降雪有一定的反演能力。     

天山北侧成灾雹云移动路径及预警指标的研究

利用2005-2014年5～8月天山北侧气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,克拉玛依探空站08：00探空资料和克拉玛依、奎屯、石河子、五家渠四部雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出成灾雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了成灾雹云的预报及雷达特征预警指标,并利用2015-2016年降雹及相应的雷达探测资料对预报预警指标进行了检验分析。     

天山南侧喀什地区冰雹潜势预报及预警指标的研究

利用2008-2017年5~8月天山南侧喀什地区气象台站观测记录、人工防雹作业点记录、灾害调查等资料,喀什探空站08时、20时探空资料,喀什雷达探测资料及其基数据反演产品,对冰雹的年分布、月分布及日变化特征进行了分析,归纳出冰雹云的雷达回波特征及移动路径,依据百分位数方法确定了以0℃层高度、-20℃层高度、冻结层厚度、全总指数、杰弗逊指数、K指数、沙氏指数为代表的冰雹预报指标,以及以回波顶高及其与当日0℃层高度差、40~50 dBZ回波高度及其与当日0℃层高度差、组合反射率、垂直积分液态水含量为代表的雷达特征预警指标。     

西北干旱半干旱区一次层状云系微物理特征分析

利用西北干旱半干旱区一次飞机探测资料、卫星资料，分析了层状云微物理结构以及作业前后云微物理变化，结果表明：（1） 此次层状云系垂直结构配置为冷暖两层，云层发展厚实。云的垂直和水平分布极不均匀。相对层积云，高层云小云粒子浓度低，大云粒子浓度高，液态含水量高。小云粒子浓度尤其是峰值区域与平均直径呈明显反相关。大于60个·cm^-3和35个·L^-1的小云、大云粒子浓度分别主要由3.5~10 μm、50~200 μm粒径段决定。（2） 不同高度云粒子谱为单峰或双峰分布，总体呈单调递减趋势，但云形成和增长条件存在差异。强可播、不可播和可播性冷云粒子谱基本符合负幂指数的单调递减规律，云粒子浓度差异较大，自然冰晶浓度不可播云较高，可播云次之，强可播云较低。（3） 作业后小云粒子浓度明显降低，在6.5~20 μm粒径段降低了2个量级左右，大云粒子浓度明显增加，谱宽增大，尤其在大于150 μm粒径段。     

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。     

新一代天气雷达在泥石流灾害中的应用探讨

天气雷达的发展大致经历了4个阶段，其主要用于监测强对流天气、定量估计降水，是气象部门的重要探测和监测手段之一。新一代天气雷达观测的实时回波强度（Z）、径向风速（V）、速度谱宽（W）的回波图像中，提供了丰富的有关强对流天气的信息，综合使用Z、V、W的图像分析，有利于较准确和及时地监测灾害性天气。云南滑坡泥石流灾害高发区与云南暴雨中心有很好的对应关系，云南滑坡泥石流灾害空间分布与暴雨空间分布的空间相关系数为0．19，通过了0．05的显著性水平检验，也进一步说明云南暴雨在滑坡泥石流灾害发生中起着重要作用。以2004年7月5日德宏州特大山洪泥石流灾害为例子，探讨了新一代天气雷达在泥石流灾害的临阵预警中的应用。     

柯林斯冰帽雷达测厚和冰下地形研究

使用一台３００ＭＨｚ高频脉冲雷达，对柯林斯冰帽１５０个测点进行冰厚探测，描绘出１５ｋｍ冰床雷达回波剖面。该冰帽小冰穹最大冰厚１２５－１３１ｍ，位于其顶部，小冰穹顶至主冰穹顶脊线上的平均厚度约１０９ｍ；主冰穹顶部附近５０－８５ｍ深度处有一被钻探证实为含水界面的雷达回波；小冰穹近乎南北向的冰下地形与该岛北方台地地形相似。     

中亚低涡背景下一次短时强降水过程MCS成因分析

为了深入了解天山山区中尺度对流系统（MCS）的触发和变化，对发生在新疆伊犁河谷一次中亚低涡背景下的短时强降水过程MCS成因进行了分析。通过利用自动站小时降水数据分析得出此次降水时空分布特征，并基于FY-2G卫星TBB产品、多普勒天气雷达数据对MCS的云图和雷达特征进行分析，得出该地区中-β尺度MCS(M_βCS)具有明显的夜发性和后向传播特征，且分别在山区、平原上空发展和增强并长时间维持，雷达图上强回波带、逆风区和超低空急流的持续出现说明局地对流增强。此外，选取代表站雨强与对应TBB、雷达回波进行分析，发现强降水时段雨强的空间分布与TBB梯度大小成正比，时间分布与回波顶高和垂直液态含水量成正比。利用探空、地面风场以及ERA Interim再分析资料对MCS形成的大尺度环流背景和中尺度特征进行分析，得出深厚中亚低涡前部局地对流活动的加强触发MCS的生成，中低层多通道水汽输送和局地长时间水汽辐合、大气不稳定层结、中低层的风场辐合和垂直切变、高低层θ_se梯度增大以及低层暖平流增强为MCS的发展和维持提供了动热力和水汽条件。