VIL和VIL密度在冰雹云判据中的应用

利用2002—2005年济南CINRAD/SA雷达资料,统计分析了基于网格的对流云的垂直累积液态含水量(VIL)分布特征,同时对VIL密度(VILD)及0℃层以上的VIL值(VILH)也进行了分析,结果表明,冰雹云和非降雹对流云的VIL、VILD和VILH值有明显差异。降雹单体特别是强降雹单体在成熟前期有明显的VIL跃增现象,强降雹单体的VIL跃增量达15.4 kg.m-2。冰雹云的最大VIL、VILD和VILH平均值比非降雹对流云的最大平均值分别高出20 kg.m-2、1.7 g.m-3和16 kg.m-2。不同月份的VIL、VILD、VILH阈值对冰雹特别是大冰雹的识别具有很好的指示意义。基本上是在VIL达到最大值后开始降雹,5~7月3个月降雹单体的降雹时间分别滞后于VIL跃增后的体扫时间约4.8、11.4和12.3 min。     

“5.20”强雹暴过程分析

1983年5月20日,我省遭受一次强冰雹天气袭击。全过程自上午10点多钟开始,直到下午17时左右方告结束,历时约七个小时,影响惠民、潍坊、太安、临沂等地市的25个县。其历时之久,影响范围之广是本省少见的,灾情也很严重。据了解,雹块一般如鸡蛋,大的如碗口,积雹深度20cm,有甚者,24小时冰雹未化完。据不完全统计,受灾农作物达412.5万亩,倒树67万棵,毁坏房屋8万余间,伤人418名,死亡4名。     

辽西地区降雹气候特征的分析

1 引言冰雹是一种严重的气象灾害,一场强烈的冰雹在很短时间内会使农作物、水果等遭受极大的损害,从而给农业生产和国民经济建设带来较严重的影响。辽西地区包括朝阳、阜新、锦州市及锦西市所辖的全部15个县(市),总面积约5万平方公里。该地区是我省冰雹多发区,每年都有较大范围的系统降雹,而局地性降雹则更加频繁,最多年份(1980)高达59天。每年大约有200万亩农田遭受灾害,绝收近四分之一.因此,全区多数市、县在当地政府的大力支持下,近些年一直     

吉林省冰雹天气的时空分布

对1990～2003年4～10月吉林省9个市(州)51个气象站冰雹天气的降雹日数、年分布、年变化、日变化和降雹的主要路径等时空分布特征进行统计分析。把近14年与过去30年吉林省冰雹天气气候特征相比较,除冰雹年变化和日变化无差异外,降雹日数年分布和主要冰雹路径有所不同。分析表明,近14年降雹线共9条,大部分大致呈NW-SE走向,其中有2条SW-NE向降雹线穿过全省中部地区。     

那曲市历年冰雹日数变化特征及冰雹、雷暴环境条件分析

利用那曲市7个国家气象观测站建站至2015年的冰雹日数资料,分析了那曲市冰雹日数时空分布特征及气候突变情况,并分析了2012—2016年色尼区单站冰雹日、雷雨日个例,揭示了色尼区冰雹、雷暴发生前的环境条件。结果表明:那曲市年平均冰雹日数呈减少趋势,减少趋势最明显的是申扎县,每10 a减少4. 9天,减少趋势最弱的为色尼区和班戈县,每10 a减少1. 9天,减少趋势均通过了0. 01的显著性检验;不同区域各代表站均显示减少趋势且出现突变现象;那曲市冰雹天气具有明显的季节特征,大多集中在6—9月;降雹时间多集中在14—20时,占全天的78%。对那曲市色尼区冰雹日和雷雨(无降雹)日个例分析表明,高原较强对流发生在0℃层高度低(多在1.5 km高度以下)、CAPE值小(多在500 J·kg~(-1)以下)、风垂直切变弱的环境下,与平原地区大冰雹环境差异显著,因而高原冰雹绝大部分为直径5 mm以下的小冰雹,严格意义上应称为霰;雷雨天气低层较雹日的更暖湿,其温度露点差略小于雹日的,露点比雹日的高,因而雹日抬升凝结高度高于雷雨日的。     

基于决策树的天津地区冰雹天气雷达因子分析

利用决策树对天津地区2005—2014年4—9月间的25次有灾情资料的冰雹天气进行多普勒天气雷达因子识别,采用冰雹概率(POH)、强冰雹概率(POSH)、垂直液态含水量(VIL)、最大反射率因子(DBZM)、风暴质心高度(HT)、风暴顶高(TOP)等主要雷达识别指标,归纳出天津地区冰雹云雷达回波判识指标:(1)当DBZM≤54.5dBz,或者当DBZM54.5dBz但POSH≤35,单体不会降雹;(2)当DBZM54.5dBz且POSH35,则该单体将会降雹。与判别分析方法比较,基于决策树分析的识别降雹单体的成功率达90.2%,临界成功指数达78.3%,识别结果明显优于判别分析方法。     

CINRAD/SA雷达冰雹探测算法效果检验及参数本地化

2004年CINRAD/SA雷达新的冰雹探测算法(HDA)代替了原来的算法,新的冰雹探测算法(HDA)估测任意尺寸的冰雹概率(POH)、直径大于等于19 mm的强冰雹概率(POSH)和最大冰雹直径预测(MEHS)。结合济南雷达探测资料对冰雹探测算法预测效果进行了检验,虽然有较高的探测准确率,但同时错误率较高,临界成功率较低,最大冰雹尺寸预测值与实况的平均差值约为14.6 mm。对2002~2005年济南雷达站的历史资料进行了统计分析,降雹单体和非降雹单体在最大反射率因子上存在较大差异,5、6、7月的降雹单体最大反射率因子平均值分别为59.7、61.86、3.9 dBz,非降雹单体最大反射率因子平均值分别为53.8、54.9、55.6 dBz。依据统计数据,对冰雹探测算法中的反射率因子等门限值调整为53 dBz后,冰雹预测仍具有较高的探测准确率,错误率和临界成功率得到了明显改善;对最大冰雹尺寸预测中的算法因子门限值调整后,预测值与实况有较好的对应关系。     

“81.5.1——2”锋前暖区降雹特点与云图分析

一、概况 81年5月1～2日长江中下游各省出现了不同程度的冰雹、雷雨大风,江浙两省受这次强对流的侵袭尤为严重,江苏省有38个市县遭到冰雹袭击,最长降雹时间达20—30分钟,冰雹最大如拳头,重约6.4斤(摘自江苏省     

雹云雷达回波预报指标

冰雹是定西地区主要自然灾害之一,全区各县每年都程度不同地受到冰雹袭击。据统计,年平均雹灾面积为44万亩,最重年份达120万亩,对农业生产危害很大。我站自1979年开展711雷达观测以来,逐渐积累了一些识别雹云的经验,用回波区高度、最强中心高度、回波强度、回波形状和500mb 环流型五个因子进行0,1回归运算,建立冰雹预报指标,准确率达90%以上。     

中国西北地区冰雹的气候特征及异常研究

选取西北地区均匀分布的85个地面测站1961～2001年冰雹资料,分析了降雹的空间分布和年、日变化及持续时间。结果表明,西北地区冰雹与地形、海拔高度有密切关系,具有明显的局地性。其自然正交函数分解(EOF),主要表现为干旱区、高原区等空间差异(LV)。旋转自然正交函数分解(REOF)表明,旋转载荷向量场(RLV)反映了8个主要降雹异常类型区。旋转主分量(RPC)揭示了近41年来西北地区冰雹日数时间演变特征：北疆、南疆和秦岭南部年冰雹日数总体呈多雹—少雹—多雹趋势;柴达木盆地和青藏高原东北侧总体呈少雹—多雹—少雹趋势;天山、青藏高原东南部、河套南部总体呈减少趋势。     

一次冰雹过程分析

一九八三年四月十三日十四时四十五分至十六时四十分,我区余姚、鄞县、镇海三县十个公社以及宁波市(郊区),自西向东先后遭受冰雹袭击,降雹时间半分钟至五分钟,冰雹大小如同黄豆(最大1.8cm)。这次降雹虽波及面较广,但由于降雹时间短,以及伴随冰雹没有出现雷雨大风等剧烈天气,故灾情不明显。本文从天气形势及强对流天气发生条件等方面,对这次冰雹过程作了粗浅的分析,并在此基础上对照以往降雹实例,寻找一些规律,供今后预报冰雹参考。一、天气形势背景分析在500mb图上,途经高原东部分裂的低     

保定地区冰雹的气候及物理量参数特征

利用保定地区1974~2010年4~10月19个县市气象站冰雹资料,对保定地区近37 a的冰雹气候特征进行了详细统计与研究,在此基础上筛选出典型个例,并基于北京和邢台探空站2000~2010年探空资料,细致分析了典型冰雹日常用物理量参数的阈值。结果表明:保定地区年均冰雹日数的地区差异较大,年均最大降雹日数中心位于西北部山区的涞源,铁路线以西年均降雹日总体多于铁路线以东各市县;冰雹日数与海拔高度呈显著正相关,相关系数达0.924;冰雹日数夏季最多、春季次之、秋季最少,其中6月冰雹出现几率最大;近37 a来,保定地区年冰雹日数均呈不同程度的减少趋势,其中西部山区减少趋势及波动最明显,说明降雹频繁的地区降雹年际波动也大;各物理量参数的阈值可作为预报本市冰雹的参考。     

陕西渭北一次降雹过程的粒子谱特征分析

冰雹的大小、浓度和末速度等特征参量对冰雹云及人工防雹研究至关重要。基于Parsivel激光降水粒子谱仪观测的2013年5月22日陕西渭北一次降雹过程的资料,结合雷达反射率回波和自动站分钟降水量,分析了降雹过程中的雨强、雨量、最大冰雹直径、数浓度、谱分布及冰雹末速度等物理量随时间的演变。结果表明:(1)计算了降雹过程的平均粒子谱分布,并使用M-P分布对雨滴和冰雹分段进行了拟合。直径0. 3～4. 75 mm的雨滴谱拟合相关系数为0. 95,直径5. 5～11 mm的冰雹谱拟合相关系数为0. 99;(2)冰雹数浓度占总降水粒子数浓度的0. 3%,而冰雹对总降水量的贡献为37%;(3)降雹过程中,雨滴和冰雹数浓度同时增加或减小,冰雹分钟数浓度最大为5 m~(-3),雨滴分钟数浓度最大为1 423 m~(-3)。(4)国内首次现场观测了冰雹的末速度,使用实测值拟合得到了平均冰雹末速度与冰雹直径的经验公式,经验公式计算的冰雹末速度平均相对误差为2. 8%。     

多物理参量检验防雹效果的研究

除使用地面冰雹资料（即冰雹动能、质量、降雹强度等）外，还选用了反映雹云变化的雷达回波参量等１０个物理参量，作为作业效果的检验量，检验防雹效果。结果表明：高炮作业后雷达回波顶高、强度及３０ｄｂｚ强回波顶高显著地比作业前小；作业区比未作业区冰雹动能、冰雹质量、冰雹动能通量、质量通量、最大冰雹直径、数密度以及降雹持续时间也有明显减小。     

青藏高原东北侧局地冰雹统计特征及对特殊雹云单体的讨论

以3D-Barnes方案插值的新一代天气雷达反射率因子等高平面资料,用垂直累积液态含水量(Vertically Integrated Liquid Water Content,简称:VIL)的理论模式计算单体的VIL,用VIL与单体顶高度之比计算单体的VIL密度(Vertically Integrated Liquid Water Content Density,简称:VILD),采用统计方法对青藏高原东北侧局地冰雹的日变化和大小分布特征以及地面最大冰雹直径(简称:Rmax)与单体在降雹过程中的最大VIL(简称:VILmax)和最大VILD(简称:VILDmax)之间的关系进行了统计。结果表明:(1)青藏高原东北侧局地降雹主要以中冰雹为主(直径在5~20 mm之间),其次是小冰雹(直径<5 mm,现称为霰),出现大冰雹(直径≥20 mm)的概率很小;(2)从冰雹的日变化特征看,青藏高原东北侧局地降雹主要出现在下午到傍晚,期间存在2个降雹高峰时段。第一个主要集中在13:00~18:00,其中以15:00~16:00出现的概率最高,另一个主要集中在20:00~21:00,日内其余时间降雹概率很小,此结论与陈乾[1]等研究区域性冰雹发现的午后傍晚双峰型特征基本吻合,但在出现时段上稍有偏早;(3)VILmax和VILDmax从总体趋势上看与Rmax之间均存在正相关关系,但VILD-max比VILmax与Rmax之间的相关性更好;相同大小的冰雹所对应的雹云单体的VILDmax虽然存在一定的差异,但差异不大,一般维持在0.1 g.m-3以内;(4)雷达观测静锥区和单体强回波区倾斜或悬垂回波等是影响VILmax和VILDmax与Rmax之间出现负相关的2个主要因素。     

催化防雹最优方案的数值试验探究

利用全弹性三维冰雹云数值模式,对2016年6月5日河南三门峡单体雹云个例进行模拟,将催化防雹的方式、时间、区域、剂量指标动态化组合形成81种方案,从而更高效、更精细地探究能够产生显著防雹效果的作业指标值域,探究催化防雹作业指标的最佳组合方案。结果表明:(1)减雹效果显著的催化方式、区域、剂量非固定单一指标,而催化在雹云初期内越早越好;催化防雹的显著效果取决于适合冰雹个体的各催化作业指标的优化组合。在雹云形成最早期,使用合理值域内的最大剂量对过冷水含量中心进行垂直催化,可使减雹效果最显著。(2)催化防雹后降雹量的减少转化为降雨量的增加,总降水量随之增加。(3)霰转化成冻滴、雹粒撞冻过冷云水增长二者的减少是冰雹时空积分总量减少的重要因素。(4)试验获得的8种减雹效果显著方案,其冰雹含水量极大值较未催化方案均减少80%;催化防雹对冰雹含水量极大值的分布位置影响很小。     

甘肃临夏地区冰雹时空分布特征及其灾害风险区划初探

利用甘肃临夏州6个气象观测站1968—2013年观测资料,分析了临夏州近46 a冰雹的气候特征。结果表明:临夏州年平均降雹次数分布具有明显的地域特点,受地形因素影响,干旱山区降雹次数多,川塬区较少。冰雹的年代际变化显著,1970s、1980s是降雹的高峰期,1990s至今降雹相对较少。春季开始出现冰雹,秋季结束,夏季降雹频次最大;5月是降雹高峰期,随后呈逐月下降趋势。一日中冰雹天气主要发生在14—21时(北京时,下同),19时左右发生冰雹的概率最大。降雹频次与海拔高度基本上呈线性关系。通过冰雹对农业造成的经济损失影响分析,建立冰雹灾害风险指数评估模型,确定临夏州冰雹灾害风险等级系数,采用风险指数法、层次分析法等数量化方法,借助Arc GIS软件进行栅格图层计算得到临夏州冰雹灾害风险区划图,结果表明:临夏州冰雹风险区划总体上与降雹空间分布相对应,同时受地形特点、社会经济、人口密度和耕地面积比例的影响,由西南部到东北部,由高海拔向低海拔呈递减趋势。     

地面多点雹样切片和雷达回波的配合分析

1982年7月13日一飑线回波带的一个单体,下落了小冰雹,地面三个取样点在21时48分(北京时)同时收集到了小冰雹样品。取样时刻的PPI和RHI雷达回波见图1。该图中标记A、B、C分别表示三个取样点的位置,总共取到的雹粒数见表1。由表可见,冰雹外形以锥形居多数(C点除外)。由切片得知,粒径和雹胚大小以B点的最大,A点最小,三个点的雹胚回波单体的右侧(A点)占45％,至回波左侧(C点)时增大为89％。     

西藏冰雹的时空分布特征及危险性区划

冰雹对西藏农牧业的影响仅次于干旱和霜冻,每年因雹灾造成的农业减产,是影响西藏粮食生产稳步发展的重要因素。利用西藏30年有关冰雹资料,对西藏地区的冰雹天气和灾情进行了详尽分析和研究。结果表明:西藏的藏北、藏南各有1个多雹区;各地冰雹具有季节性强、随季节变化迅速、雹日高度集中、以小冰雹(D<0.5cm)为主和降雹持续时间短(<10min)等特点;冰雹造成的危害中部大于东、西部,农区大于牧区。以冰雹的大小和持续时间为主要致灾因子,将西藏高原降雹分为3个灾变等级,并结合冰雹灾情和地表覆被类型,将西藏冰雹的危险性划分为4个等级区域。     

甘肃省东部冰雹特征及预警指标分析

利用典型代表年份的90个冰雹个例观测资料，采用统计和数理诊断的方法对冰雹天气物理量参数进行分析，构建了甘肃省东部地区冰雹天气概念模型和冰雹预警指标。结果表明：冰雹事件在时空分布上受到天气系统和地形双重影响，冰雹天气过程分为西北气流型、低槽型和低涡型，占比分别为52%、38%和10%，在地势高、地形复杂的地区更容易产生降雹。92%的降雹出现在13—20时，5—7月占全年发生降雹概率的86%。0℃层高度越高，冰雹在降落过程中融化的越快；回波顶高越高，层结水汽越丰富；强回波顶高越高，水汽越丰富，冰雹云发展旺盛；强回波顶高越接近回波顶高时，对流发展越旺盛。通过对降雹时的最大回波强度、最大回波顶高、最大垂直累积液态水含量(VIL_max)、垂直累积液水密度(VILD)以及K指数、沙氏指数(SI)、0℃层高度、-20℃层高度等物理量进行综合分析所构建的甘肃省东部地区的冰雹预警指标体系可对13 min冰雹临近预警提供定量化的判据。