2018年8月徐州一次龙卷多普勒雷达特征分析

2018年8月18日18-20时在江苏省徐州市出现两次龙卷天气过程.两次龙卷持续时间均在1 min左右,强度为EF1-EF2级别,由于第二次龙卷发生位置距雷达站较远,因此仅分析第一次龙卷过程.通过常规观测资料和徐州多普勒天气雷达资料等进行分析表明:龙卷发生前,风暴经过两次加强后最终产生龙卷,说明对流单体加强有利于诱发龙...     

1986年11月20/21日夜间的气象卫星和雷达降水图解释

1.导言 1986年11月20/21日夜间,在Wales的西南到东部英吉利海峡的一条宽约200km的回波带中(图1),产生了激烈的天气,有雷暴和大雨。2330GMT左右,Swindon有一陆龙卷,0045GMT左右,Selsey有一水龙卷产生,这二个龙卷造成了范围广大的建筑物的破坏。这些是在向东穿越英格兰和Wales的加深的低气压环流(图2)内观测到的几个中尺度对流现象的例子。     

2022年6月19日广东佛山龙卷的双极化相控阵雷达特征

利用X波段双极化相控阵雷达等多源观测资料,分析了2022年6月19日早晨广东佛山超级单体龙卷的环境条件和对流风暴的结构及演变特征。龙卷母体风暴是在强西南季风天气背景下的一条东北-西南向飑线南端发展起来的。环境条件具备较大对流有效位能、低抬升凝结高度和强垂直风切变等有利于超级单体龙卷发生发展的热力和动力条件;低空风暴相对螺旋度、超级单体复合指数和强龙卷指数的显著增强对超级单体龙卷的发生有较好指示意义。具有高时空分辨率的佛山南海X波段双极化相控阵雷达探测到了龙卷母体微型超级单体的发展过程和龙卷涡旋的演变特征：对流单体在前侧低层入流的加强下逐渐形成钩状回波和反射率弱回波空洞;中气旋首先在2.5km附近高度形成后向低层伸展,随着后侧下沉气流的加强,低层涡旋旋转增强,当低层中气旋旋转速度超过22m·s-1(强中气旋)且直径紧缩至1.5km以内时,龙卷即将触地,龙卷涡旋特征(TVS)和龙卷碎片特征(TDS)出现是龙卷触地的主要特征,龙卷发生在反射率弱回波空洞、TVS和TDS附近。     

1713号台风“天鸽”外围龙卷特征及成因分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料和区域加密自动站资料对1713号台风"天鸽"外围的龙卷过程进行分析,结果表明:(1)此次龙卷过程发生在台风外围螺旋云带前部,物理量分析表明广西东南部具有较大的不稳定度能量,抬升凝结高度较低,低层垂直风切变较大,具有利于龙卷发生的环境热力和动力条件。中尺度地面辐合线触发出新生对流单体,该对流单体在高温高湿和强不稳定状态环境中最终发展为龙卷。(2)此次龙卷为微超级单体风暴,具有低层有钩状回波、中高层回波悬垂和有界弱回波区(BWER)等典型超级单体特征,低层钩状回波的演变与龙卷的生消密切相关。(3)中气旋先于低层钩状回波出现,钩状回波形成于强中气旋附近。龙卷发生时中气旋底高在2㎞左右,TVS切变底部高度0.5㎞左右并且不断下降,与龙卷漏斗状云柱高度逐渐下降接地的趋势一致。     

“07·06”周口龙卷现场调查和可预警性综合分析

对2017年7月6日周口局地龙卷致灾强对流天气进行现场调查,利用常规高空地面、区域加密自动站、新一代天气雷达以及FY-2G实时分析资料,综合分析了龙卷的环境条件和可预警性。结果表明:(1)此次龙卷灾害主要出现在西华和淮阳两县交界处长约4.5～5 km、宽约100～150 m的地带,具有显著γ中尺度涡旋特征,龙卷强度整体为EF1级,最强达到EF2级。(2)在中纬度低槽东移和副热带高压边缘西南暖湿气流共同影响下,高空分流辐散和低空急流发展的配置为暴雨、局地龙卷提供了有利的天气尺度动力条件,龙卷风暴由强降水冷出流和东部暖湿环境之间形成的辐合线上的气旋性辐合诱发产生,地面自动站温度、露点和能量梯度大值带偏暖湿的正涡度中心附近是龙卷可能发生的区域。(3)08时阜阳探空资料分析大气处于较强的条件不稳定状态,对流有效位能为1712 J·kg~(-1)(14时温度、露点订正后为3182 J·kg~(-1)),K指数为43℃,SWEAT指数为312,SI为-4.5℃;大气可降水量在67 mm左右;抬升凝结高度很低,位于959.2 hPa处,代表低层垂直风切变的0～1 km风矢量差在10 m·s~(-1)或以上。大的热力不稳定和低层垂直风切变及低的抬升凝结高度为小尺度龙卷的发生提供了环境条件。(4)在卫星云图上,龙卷发生在大尺度暖区云带前部,云顶亮温低至-72℃,对流发展非常旺盛。闪电监测龙卷位于闪电密集区东侧。(5)雷达回波图上,龙卷发生在东北一西南向暴雨回波带前沿的块状强回波处。中气旋和龙卷涡旋特征在实时业务中可以作为预警龙卷的可靠线索,根据其持续、移动特点可对局地龙卷提前预警,旋转速度迅速加强、高度下降预示龙卷将影响到地面。以上结论可作为今后黄淮平原监测预警龙卷的参考依据。     

2006年6月皖北龙卷多普勒雷达产品分析

分析了2006年6月29日发生在安徽泗县的龙卷多普勒雷达的中气旋和龙卷涡旋特征（TVS）等产品。龙卷发生前,卫星云图上有3个对流云团呈东北—西南向排列,每个云团的东南侧有弓状回波发展,3条弓状回波首尾相连,也呈东北-西南向排列,龙卷发生在最西南的弓状回波的顶部。龙卷发生前弓状回波在上游产生了短时强降水,2 h降水量达到60 mm以上。在弓状回波的前沿,雷达探测到一系列的中气旋,龙卷发生前30 min,最西南的弓状回波追上其前面的回波带,发生了2个回波带合并,回波合并前,回波带上有2个中气旋,回波合并后,探测到一个特大直径的中气旋（径向直径25.8 km）。在龙卷发生地的上游,有一条带状的灾害性大风区,实地位置测定结果,该带状大风区与一系列中气旋最大风速圈的南边缘移过的路径一致。分析认为中气旋最大风速圈的南边缘,中气旋的风向与弓状回波后的直线风方向相同,两者叠加造成灾害性大风。出现龙卷1 h 40 min之前（05：00）,在泗县上游淮北地区,雷达开始探测到中气旋产品,在12 min之前探测到TVS（龙卷涡旋特征）产品,这些雷达产品对大风灾害的临近预报无疑是非常有用的。     

区域暴雨过程中两次龙卷风事件分析

利用新一代多普勒雷达资料、常规观测和NCEP等资料对2010年7月17和19日河南两次龙卷过程进行了详细分析.结果如下:(1)龙卷发生的天气背景是:两次龙卷均发生在副热带高压边缘西南气流影响河南出现区域暴雨和大暴雨过程中,高层为青藏高压脊北侧和高空急流入口区右后侧强辐散区,中低层有低涡、切变线、急流,龙卷发生在地面β中低压气旋的东南象限,距气旋中心约50 km处.(2)龙卷发生的环境场特征:对流有效位能大于1000J/kg,大气层结不稳定,K指数大于36℃,发生强龙卷的SWEAT指数在400左右,0-1.5 km垂直风矢量切变达15m/s,而抬升凝结高度很低(0-300 m).(3)雷达回波和特征参数分析结果为:两次龙卷均发生在低涡东南侧的β中尺度螺旋雨带上,该回波带强度50 dBz左右,顶高9-12 km,龙卷是由该回波带中部的微型超级单体产生,垂直剖面上低层有明显的弱回波上升气流区,螺旋雨带中部向东凸起的强降水下沉气流和上升入流交界处是龙卷易出现的关键区域.速度图上,γ中尺度气旋系列先后经历了三维相关切变、中气旋、龙卷涡旋特征的演变过程.中气旋提前于龙卷发生前0.5-1 h出现,这对估计和预警龙卷很有意义.中气旋和龙卷涡旋特征参数分析结果是:中气旋和龙卷涡旋特征(TVS)底的高度都在1 km以下,TVS底和中气旋底高度相当或略低一些,F2级龙卷底高＜0.5 km,TVS顶的高度一般在2-4 km,中气旋顶高一般2-3 km;从最大切变值来看,中气旋最大切变一般在(1.0-4.0)×10-2 s-1,TVS最大切变值一般为(2.0-5.0)×10-2 s-1,最大切变高度平均出现在0.8-0.9 km,F2级龙卷最大切变高度一般在0.5 km.就F1和F2两次龙卷过程比较看,F2龙卷特征底和顶的高度都低于F1龙卷,最大切变值F2龙卷比F1龙卷大一倍,出现在低层大的切变更容易造成严重的龙卷灾害.根据局限于低层中气旋和TVS系列性、移动性、持续性的特点明确了区域暴雨中预警龙卷的思路.最后对区域暴雨过程中出现龙卷的原因进行了探讨.     

江苏省龙卷发生特征及其在年际尺度上与ENSO的关系研究

利用1976—2005年江苏省龙卷信息化资料和高分辨率再分析资料,对江苏省龙卷的发生特征以及ENSO事件对江苏省龙卷发生数的影响进行了分析。结果表明:(1)1976—2005年,江苏省龙卷发生数年际和年代际变化明显,空间分布不均匀:1990s龙卷发生数较多;盐城南部和南通沿海地区是龙卷较为多发的区域。(2)ENSO事件对江苏省龙卷的发生频率有重要影响:ENSO冷事件月份平均龙卷发生数多于暖事件月份;非ENSO事件月份平均龙卷发生数居中。(3)ENSO冷事件时西南低空急流发生频率明显增加,由于低空急流增强而引起的江苏省地区水汽供应、动力条件和不稳定能量的分布均有利于龙卷的发生,导致在ENSO冷事件情况下江苏省龙卷发生数偏多。     

龙卷风暴的低空结构

美国奥克拉荷马大学气象系应用一种客观分析方法分析两部多普勒雷达测得一次龙卷风暴的资料,从分析出的水平速度场和反射率场得出下列特征。风暴周围的环境风从1—2公里高度的南风强烈顺转,至3—4公里高度为西南风。风暴的内部结构相当复杂,主环流西南1—2公里处出现强反气旋性运动。龙卷风暴本身表现为一种非对称的强闭合环流,向上延伸好几个高度层,按对称计算,半径5公里左右。从龙卷的路径看出它发生于环流中心的南面。流入的急流很强,     

辽宁省温带气旋龙卷的环境参数特征

利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据, 统计1979—2020年辽宁省42个温带气旋龙卷环境背景和物理量参数特征, 结果表明:辽宁省温带气旋龙卷多发于温带气旋中心的西南、东南象限, 与冷锋前暖区相对应, 主要分布在辽河平原中西部及渤海湾沿岸, 强龙卷(EF2及以上级别)占比为28.6%。风暴相对螺旋度和对流有效位能的大值区出现在气旋西南—东南象限, 呈带状分布, 龙卷风暴主要分布于风暴相对螺旋度大值区西北侧、对流有效位能大值区的顶端的强梯度区附近。强龙卷参数最大值达0.7, 其大值区与EF2及以上级别龙卷相对应。地面冷锋和干线是温带气旋龙卷的关键触发系统, 对比近气旋中心和冷锋尾部湿度垂直分布, 后者所表现的高层强干侵入导致风暴产生更强的冷池, 过强的下沉气流可能是龙卷产生的不利因素。温带气旋龙卷多分布于高空急流左侧气流的分流区内, 对应高空强辐散区。0~3 km垂直温度递减率大值区与气旋中心附近的弱龙卷高发区有较好对应关系。     

一次龙卷过程的诊断分析和预报探讨

1983年4月25日19时左右,先后在我省长清县、新太县、莱芜县和费县等地,发生了四个龙卷过程,本文从龙卷形成的大尺度背景和物理机制方面对其进行了诊断分析和预报探讨。 一、多龙卷过程成因的诊断分析 (一)、多龙卷过程产生的形势背景 1、产生在迅猛发展的气旋中心附近,二类冷锋前的暖区内。 这次多龙卷过程(以下简称过程),产生在一个发展很快的黄渤海气旋中心附近。其具体部位是在该气旋的二类冷锋前的暖区。在气旋中心东南方约100公里,冷锋前飑线向暖侧突出的地方。     

2019年7月3日辽宁开原超强龙卷形成及演变特征分析

综合利用高时空分辨率多源观测资料,对2019年7月3日辽宁省开原市一次EF4级超强龙卷过程(简称开原龙卷)的天气背景、环境物理量参数、龙卷形成发展机制等进行分析。结果表明：开原龙卷发生在东北冷涡的西南象限,850 hPa切变线南侧及地面西南气流暖湿环境中,地面与925 hPa温差达11℃,近地面温度垂直递减率大,系统配置具有上干冷、下暖湿特点。受低层暖湿气流影响的同时,开原周边地区对流抑制能量接近于零,有利于强对流天气的发生。开原龙卷出现在东北冷涡涡旋云系的后端,对流云的快速爆发生长期中,处于快速降温区的北边界。多普勒雷达为典型的超级单体回波特征,龙卷出现在钩状回波顶端,强回波梯度区左侧的上升气流交界处。     

一次龙卷过程的多普勒天气雷达和闪电定位资料分析

利用WSR-98D多普勒天气雷达和闪电定位资料分析了2003年7月8日发生在安徽省无为县境内的一次龙卷过程。此次龙卷产生于低空急流左侧，动力、热力条件均为较有利的大尺度环境，多普勒雷达回波分析发现，龙卷起源于中高层向低层发展的中-γ尺度气旋中。闪电定位资料分析表明，龙卷发生前10min闪电活动开始频繁。龙卷出现后负地闪明显加大，且龙卷闪电存在于雷暴的发展后期、成熟和消亡阶段。此次龙卷的一些基本特征与通常结论有所不同，(1)雷达反射率因子小于通常结论；(2)龙卷风暴发展高度不是很高，回波顶高仅6～9km，类似于普通雷暴；(3)闪电活动中以负地闪为主，正地闪较少，并未出现正地闪一度占主导地位的现象。     

一次产生冰雹与龙卷天气的强飑线过程雷达探测与分析

本文利用哈尔滨雷达站2006年7月13日的观测资料,对一次冷锋及锋前飑线的新一代雷达回波特征演变进行了分析,着重讨论了这次过程中产生冰雹和龙卷的对流单体回波特征,结合大尺度背景天气及相关雷达产品分析,揭示了此次冰雹和龙卷等强对流天气发生的主要原因,并得出了对冰雹、龙卷等强对流天气的临近预报有指导意义的结论。     

1522号台风“彩虹”外围佛山强龙卷特征分析

2015年10月4日15:28-16:03(北京时间,下同),强龙卷自东南向西北方向影响了佛山市顺德、禅城和南海区的十多个村居,造成严重灾害。利用常规观测资料、自动气象站资料、广州多普勒雷达资料、风廓线资料等,对这次强龙卷过程进行分析。(1)强龙卷发生在1522号台风"彩虹"外围螺旋云带中,龙卷发生地位于台风中心的45°方向约340~360 km处。(2)大尺度环境场利于龙卷的发生。低空急流、低空强的垂直风切变和低的抬升凝结高度均利于龙卷的发生,高层辐散、低层辐合,上干下湿的不稳定层结,弱冷空气的低层入侵等提供了很好的动力条件。(3)地面中尺度辐合线是强龙卷发生的抬升机制之一,珠三角喇叭口地形以及佛山东南低、西北高的地形有利于低层辐合的加强。(4)在螺旋雨带中发展加强的超级单体风暴发展至强盛阶段,雷达上探测到典型的钩状回波、入流缺口等特征;中气旋由弱中气旋加强到强中气旋,由中层向低层发展且切变不断增强时,龙卷触地或继续加强。(5)此次强龙卷是发生在中气旋和TVS底高顶高下降,切变急剧增强期间,龙卷发生时强中气旋底高距离地面小于1 km,TVS底高低于500 m,龙卷发生前16 min出现弱中气旋,龙卷发生前4 min出现强中气旋并伴有TVS特征;TVS的底高、顶高明显下降,最强切变剧增是龙卷迅速增强的指标。     

利用单多普勒反演风场识别龙卷

利用单多普勒雷达的基数据资料,运用VPP方法对风场进行反演,获得极坐标的切向风场,最后插值到直角网格坐标系。对2007年8月18日发生的龙卷进行模拟试验,在反演风场中搜索龙卷的旋转流场来识别龙卷,并计算改进的TVS(Tornado Vortex Signature)值来判定龙卷。     

潮州两次西风带龙卷天气过程对比分析

利用常规观测和汕头SA型多普勒天气雷达等资料，对比分析广东省潮州市2012年5月13日和2014年5月22日两次西风带系统龙卷过程(简称“5.13”龙卷和“5.22”龙卷)。结果表明：两次龙卷过程都发生在高空槽东移和低层切变线南压、并伴有低空急流的相似天气形势下；但“5.22”龙卷存在有利于强对流风暴发生并增强的前倾槽结构和强低空西南急流。两次龙卷均发生在极低的抬升凝结高度和中等偏弱的深层垂直风切变环境条件下；“上干、下湿”的不稳定层结和整层都具有较大湿度的不稳定层结配置都可能产生龙卷。雷达观测上，“5.13”龙卷发生在飑线的弓形回波前缘，无钩状回波特征和中气旋，属于非超级单体龙卷；而“5.22”龙卷发生在超级单体风暴前部的钩状回波顶端，伴有强中气旋，属于超级单体龙卷。     

强龙卷超级单体风暴特征分析与预警研究

利用多普勒雷达资料,对发生在安徽的3次强烈龙卷过程进行了分析.重点研究了导致F2～F3级强龙卷的3次超级单体风暴多普勒雷达回波特征及其与强冰雹超级单体风暴的差异.另外,利用安徽省、市、县气象报表、历年气候评价灾情资料(部分来自民政部门的灾情报告),对1960年至今的龙卷天气的时空分布及变化趋势、产生龙卷的环流形势特征进行了分析,结果表明:(1)龙卷主要出现在淮北东部和江淮之间东部地势平坦地区,7月份出现龙卷的概率最高.(2)超级单体龙卷产生在中等大小的对流有效位能和强垂直风切变条件下,同时抬升凝结高度较低.(3)3次F2～F3级龙卷在发生前、发生时在多普勒雷达上都探测到强中气旋和龙卷涡旋特征TVS.与非龙卷超级单体风暴相比,导致强龙卷的中气旋底高明显偏低,基本在1 km以下.同时风暴结构也有所不同,造成龙卷天气的超级单体风暴最大反射率因子与风暴质心高度接近,基本在3 km左右,反射率因子在50～60 dBz.造成强冰雹的超级单体风暴在冰雹产生前,风暴最大反射率因子高于风暴质心的高度;当风暴开始降雹时,最大反射率因子高度开始降低,而风暴质心的高度变化不大,高于最大反射率因子高度,基本保持在5km左右,反射率因子在60～70 dBz.     

龙卷族活动的分析

龙卷族的活动,在广西是相当罕见的,通过本文分析发现,其大尺度环流背景是上游高空中维持着南北槽形势。槽前有副热带急流;下游(天气区)的中低层是处于出海高压后部,有南风急流、暖性切变和弱锋画。锋前多种小尺度系统的交织频繁活动,为龙卷的连续发生提供了有利的触发机制 强对流性不稳定在沿海维持,为龙卷活动提供了基本能源。此外还发现各个龙卷有共同的雷达回波特征。      

龙卷型强风暴——1995年4月19日洪奇沥龙卷风剖析

1995年4月19日13:00至21:00，一次范围较广的强对流天气过程波及了肇庆、佛山、顺德、南海、番禺、中山市等地。广州雷达站探测了这一过程，并取得了较为完整的雷达资料。该文主要对受灾严重的番禺市万顷沙地区龙卷风进行剖析，所得结果表明:（1）该龙卷是反气旋式龙卷，实属罕见；（2）尺度属微尺度—小尺度范围（120～4000 m）（3）与该龙卷伴随的风暴单体生命史长达4～5小时；（4）计算出的该龙卷风的破坏力以及龙卷环流等参量与Dellas、Fargo等龙卷风所得出的参量的量级比较一致。