多普勒天气雷达识别低空风切变算法的改进研究

针对CINRAD-CD天气雷达切变线识别产品的局限性,通过对探测资料采取中值滤波、滑动平均等预处理方法,有效填充缺测区探测资料。随后,再对探测资料采用最小二乘拟合法计算得到风场径向速度的径向切变、方位切变及垂直切变,进一步得到风场径向和方位的组合切变,从而得到垂直切变图。通过两次银川降雨过程实例应用,证明上述方法能够较准确地辨识风切变线,可为临近预报提供更科学的参考信息。     

单部多卜勒天气雷达探测低空风切变方法

利用单多卜勒天气雷达风场资料对一维径向、一维方位、二维复合风切变值进行了计算 ,并对机场附近飞机所受气流速度变化进行分析。所得结果旨在定量描述机场附近低空风切变区 ,检验对下击暴流、中气旋、阵风锋探测的结果 ,确定飞机起降潜在危险区。     

冰雹天气雷达回波特征分析

通过对黑龙江省出现的２２次区域性冰雹天气过程的雷达回波分析，归纳出冰雹表扬雷达回波平显，高显的主要特征及不同的天气系统对冰雹天气，发展的影响。     

一次冰雹天气多普勒雷达回波特征分析

利用常规气象资料和多普勒天气雷达资料,对2007年7月28日发生在新疆伊犁地区一次系统降水过后的强对流风暴过程进行分析。结果发现,此次对流风暴并无有利的大尺度系统配合,有发生突然、维持时间短、强度大的特点。利于出现局地对流风暴的主要因素为地表附近高温、高湿,空气中能量释放不完全等。本次降雹过程存在对流风暴,成熟时回波强度大于50dBz,相对应的速度图上有逆风区、辐合气旋式速度对以及下层辐合、上层辐散等特征。研究还发现,强回波区扩展到-20℃等温线以上,风暴顶辐散正负速度差较大,VIL持续大于50kg·m^-2,以及VIL突增等都是冰雹强度预报简单有效的参量。     

哈尔滨强冰雹雷达回波特征

利用哈尔滨新一代天气雷达CINRAD／CC回波资料,对2003年6月18日发生在哈尔滨阿城市、五常县一次强对流天气的冰雹云雷达回波特征进行分析。采用强度场CAPPI资料作VCS和强度场与速度场作对比分析、在RHI径向速度场上对垂直风场的宏观推断等方法分析。发现虚假回波的出现与冰雹云相关,将虚假回波中的旁瓣回波在PPI上体现为“尖端回波”,在RHI上体现为“尖顶回波”和“三体散射”回波,可作为识别冰雹云的判据;另外可根据RHI径向速度场变化宏观推断垂直风切变。得到使用新一代天气雷达探测强冰雹云和识别虚假回波的方法,对0～2小时的冰雹临近预报有指导意义。     

基于多普勒天气雷达的低空多普勒速度的切变识别算法研究

低空风切变是影响航空器起飞和着陆安全的重要因素,利用多普勒天气雷达径向速度数据,从风的空间和时间变化上对低空风切变的识别进行了研究,并利用一次飑线过程和一次低空急流过程的资料对识别算法进行了验证。识别算法的核心是分别计算二维合成风切变、垂直风切变和时间风切变。在计算二维合成风切变时,先利用风切变强度因子自适应地选择拟合“窗口”的大小,再利用最小二乘线性拟合方法,得到水平风切变。结果表明:自适应多尺度最小二乘法得到的合成风切变,在低空风切变识别效果、切变连续性和边缘数据处理等方面都优于我国多普勒天气雷达的PUP合成风切变;垂直风切变反映了雷达径向速度的高低空配置情况;时间风切变可提供径向速度随时间的变化情况。算法还可应用于民航机场低空风切变的识别和预警。      

广州新白云机场低空风切变的变化特征及其影响

使用2005年全年广州新白云机场跑道内的6个风传感器的探测数据,分析低空风切变的月变化和日变化及其成因;还探讨了出现在新白云机场及其附近的下击暴流对飞行安全的影响。初步的结论是:⑴造成2005年广州新白云机场发生低空风切变的天气主要是雷雨和冷锋,3~6月的强对流是造成严重风切变的主要因素;⑵广州新白云机场发生低空风切变有明显的日变化,其原因主要是对流的日变化;⑶下击暴流往往伴随强对流天气出现,虽然次数不多,但是容易出现局地风向或风速的强烈切变,因此必须高度重视这种天气现象。     

成都双流机场“7.9”低空风切变天气过程分析

利用多普勒雷达对2010年7月9日发生在成都双流机场的两次低空风切变飞行事件进行分析,这两次低空风切变过程是由中尺度对流系统（MCS）产生的阵风锋和下沉气流造成的。利用实时的多普勒气象雷达和地面自动观测数据,确定阵风锋的传播方向和速度,估计阵风锋引起的风切变发生的时段和位置;多普勒反射率因子的形态及多普勒速度图像能有效判断下沉气流的区域,对下沉气流造成的风切变有很好的指示和预警作用。     

成都双流机场“7.9”低空风切变天气过程分析

利用多普勒雷达对2010年7月9日发生在成都双流机场的两次低空风切变飞行事件进行分析, 这两次低空风切变过程是由中尺度对流系统 (MCS) 产生的阵风锋和下沉气流造成的。利用实时的多普勒气象雷达和地面自动观测数据, 确定阵风锋的传播方向和速度, 估计阵风锋引起的风切变发生的时段和位置;多普勒反射率因子的形态及多普勒速度图像能有效判断下沉气流的区域, 对下沉气流造成的风切变有很好的指示和预警作用。      

一次罕见冰雹天气的多普勒雷达回波分析

运用多普勒雷达的基本反射率(R)、风暴相对径向速度(SRM)、垂直积分液态含水量(VIL)等产品,分析了2004年6月20日华北南部罕见的冰雹大风天气过程.结果表明这次冰雹大风天气过程主要是由超级单体回波中的中尺度气旋引起的;该过程持续时间比较长的原因是"指状"回波和超级单体回波的依次发生、发展.     

两次冰雹过程多普勒天气雷达产品的对比分析

利用常规天气资料和长沙多普勒天气雷达产品,对2008年4月8日和2009年3月21日发生在湖南的两次春季冰雹天气对比分析发现:这两次过程前期形势均为500 hPa西风槽以阶梯槽的形势影响湖南,槽前配合有冷锋南下,锋前的西南倒槽明显发展,低槽、切变以及冷空气是其主要影响天气系统;通过雷达产品对比分析发现,4月8日过程是一次典型的超级单体过程,3月21日过程为一次强飑线过程,在降雹前VIL值均有明显的反应。     

江西冰雹、大风与短时强降水的多普勒 雷达产品的对比分析

为发挥多普勒天气雷达监测和预警冰雹、雷雨大风、短时强降水等强对流天气的作用，制作出精细化的临近和短时预报，选取了江西8次典型的强对流天气过程，从7个方面对冰雹大风和短时强降水两类强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行对比分析。结果表明：江西省冰雹、雷雨大风过程45～55dBz强回波平均高度为12．4km，达到或超过-25℃层的高度，比短时强降水回波高5．6km。弱回波区（wER）或有界弱回波区（BwER）、三体散射长钉、持续高垂直积分液态水含量、中气旋、下湿上干或强风垂直切变特征等都是冰雹天气的典型特征。而相对平均径向速度图上“S”型暖平流及表现强低空急流的“牛眼”、深厚的湿度层等，则是短时强降水的主要特征，这些特征可为两类强对流天气短时临近预报提供预报参考。     

一次冰雹过程的多普勒雷达资料分析

20022年6月16日，一次多单体强对流天气影响太原及周边地区。利用多普勒雷达回波资料分析了这次强对流天气过程，着重对冰雹云在其强度PPI、速度PPI、距离高度显示RHI上的回波特征进行了分析，并且利用垂直液态含水量分析了冰雹云增长的定量和定性的特征。通过分析总结出了冰雹云回波所具有的一般特点。2003年的汛期马上就要到来，这些分析结果，将为今后判别冰雹云和人工消雹提供依据。     

基于多雷达产品的市县级人工防雹作业指挥系统

天气雷达是当前国内人工影响天气作业特别是地面人工防雹作业指挥最有效和最直接的探测、指挥工具,但不同类型、不同探测方式的天气雷达的探测产品难以有效地应用于人工防雹作业指挥。介绍了以市县级人工防雹业务为需求,采用VC＋VB为程序开发语言,应用图形图像处理技术、GIS技术、客户服务器技术、数据库技术和多媒体技术设计研制的基于多雷达产品应用的市县级人工防雹作业指挥系统的系统组成、运行流程和相关技术,并给出了相应的作业指挥判据指标。业务应用个例分析表明,市县级人工防雹作业指挥系统的应用使不同类型的天气雷达的多种探测产品在人工防雹作业指挥中得到了相互补充,有利于人工防雹作业指挥水平的提高。     

一次强降水天气过程特点及多普勒雷达产品特征

利用NCEP／NCAR的1000—100hPa日平均和每日4次再分析资料、逐日逐时站点气象资料、Mieaps3．0提供的分析工具,结合多普勒雷达图,对2008年5月30日江门地区出现的一次强降水过程的环流形势、物理量场及多普勒雷达图进行了天气学诊断分析,研究其变化规律。此次强天气过程是在有利的大尺度天气系统下产生的;正涡度平流、低空辐合、高空辐散,形成强烈的上升运动,加上西南地区有充沛的水汽供应,为暴雨的形成提供了必要的动力条件。多普勒雷达是监测中小尺度系统的强有力的工具,其速度场的变化先于强度场的变化,可为短时、临近预报及预警信号的发布提供背景依据。     

多普勒雷达探测冰雹的算法发展与业务应用讨论

目前我国CINRAD WSR 98D SA/SB及部分C波段多普勒雷达内置的算法参数是美国WSR 88D的缺省算法参数,我国业务人员发现由冰雹探测算法得到的冰雹指数产品在实际业务应用中存在过高预报冰雹尤其是强雹发生概率及冰雹尺寸偏大问题。针对此认识,本文首先从算法演变过程说明目前WSR 98D算法中强雹发生概率及冰雹尺寸的缺省参数来自于美国1992年俄克拉荷马和弗罗里达的10 个强雹个例资料集。基于此强雹数据集得到的算法参数本身就高估了强雹概率及冰雹尺寸,即过高预报强雹概率是由算法本身局限性所造成;在不改变当前冰雹探测算法参数设置的情况下,结合前期的冰雹算法,业务上可以使用其他一些环境参数及多普勒雷达探测特征作为强雹预报的辅助判据,如VIL、VIL密度、TBSS等;根据强雹形成物理过程,提出在不失一般性的假设下,-20℃层CAPPI产品上55 dBz范围超过100 km2可以作为快速判断单体降强雹的补充阈值使用。     

长沙市一次强雷暴的多普勒雷达产品特征

利用丰富的多普勒雷达产品,探讨2004年4月23日影响湖南的强雷暴的内部结构和特征,指出：04：37的强雷暴回波是一指状回波,低层有有界弱回波区,中高层有悬垂回波,是冰雹云的典型同波特征,同时从对应的径向速度图分析出此冰雹云是中气旋引起的;05：55的强雷暴回波是一弓形回波,此凹波的的前沿有弱出流边界线,后部有“V”型缺口。弱出流边界线距同波的远近是弓形回波强弱的重要标志,距离越近表明爆发越强烈,从对应的径向速度图叮判定弓形回波足中尺度辐合线引起的。从速度场可提早约1h得到对流风暴将加强的信息。     

2008年6月10日濮阳冰雹过程的多普勒雷达资料分析

利用2008年6月10日濮阳冰雹天气过程的新一代天气雷达观测资料,运用基本反射率、风暴相对径向速度、垂直积分液态含水量等产品对冰雹过程进行了分析,结果表明:本次冰雹过程由局地对流单体发展而成,雷达回波尺度不大,但回波强度很大,强中心最大达60-65 dBz.风暴相对径向速度产品图上,大风区、逆风区和正负速度对等出现、发展,预示强风暴的出现.速度场的强弱变化早于回波强度变化,可更早得到风暴的发展信息,从而提前预报出短时强对流等灾害性天气.垂直积分液态含水量在降雹过程中有明显跳跃现象,大值区与冰雹落区有一定的对应关系.     

WSR-88D多普勒天气雷达冰雹探测算法及评价

详细介绍了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达冰雹探测算法的设计,使用,并进一步分析该算法存在的优点和不中,最后,指出业务运行中改进的使用步骤和方法,有效地提高了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达探测,预报冰雹的能力。