雷达识别冰雹云的综合指标方法

一、引言 及时地识别冰雹云,对于适时作业,搞好防雹具有极大的观实意义。测雨雷达识别冰雹云已在国内外广泛使用,但迄今为止还没有一个绝然的定量指标足以在雷达屏幕上把冰雹云和雷雨云明确地区别开来。辽宁省气象研究所和昭盟气象局从1973年起,利用“711”雷达在昭盟林西县进行了这方面的观测研究工作。五年来的观测经验证明,识别冰雹云需要综合地考虑一些因子,其中有定量的,如回波顶高度、强回波顶高度、负温区厚度和回波强度等;还有不定量的,如回波的外形结构特征及其演变规律等。本文利用多因子     

潍坊冰雹云的雷达识别

利用潍坊１９８１－１９９０年,１９９２－１９９７年雷达回波资料和天气灾情资料,了降雹概率与回波顶高、强回波高度、回波强度的关系,用独立参数降雹条件概率法判别法冰雹云,建立了统计模式,并且利用计算机进行了实时处理,实现了智能化,具有较高的实用性     

用C波段双线偏振雷达研究冰雹云

本文计算了不同相态、不同形状的降水粒子对5.6cm,10.7cm雷达波的散射特性,并利用降水粒子散射特性及云雨雷达回波的Z_(DR)特征并结合地面降雹情况,分析并解释了1990年8月9日和8月30日甘肃省平凉两次雹暴过程的雷达RHI资料.我们推测:Z_(DR)值为负值的区域相应于降雹区,ZDR负值与大扁冰雹和小锥状冰雹关系密切;而雨区Z_(DR)具有较大正值,雨区大于5dB的Z_(DR)由直径D>0.5cm的雨滴所致.利用冰雹区和雨区Z_(DR)信息的不同可能识别降水粒子的相态.C波段双线偏振雷达和10cm波长雷达相比有独到之处:雨区Z_(DR)值较大,而冰雹区Z_(DR)值又较小,这更有利于研究云雨相态和空间结构.可以预期双线偏振雷达对防雹工作及云物理研究工作是有很大帮助的.     

雷达识别渭北地区冰雹云技术研究

通过对陕西渭北地区各雷达站观测的回波资料和地面降雹资料分析,得出了适合识别渭北地区冰雹云的7个指标。实际应用结果表明,识别效果良好,并可以做到提前识别,为防雹作业赢得非常宝贵的时间。     

X波段双线偏振雷达冰雹识别初步研究

利用北京市人工影响天气办公室X波段双线偏振雷达2009年4—10月观测的不同降雨类型的资料,统计出下雨天ZH—ZDR的分布特征,给出了ZH-ZDR分布的分段函数表达式,在此基础上定义了X波段双线偏振雷达冰雹识别参量HDR,HDR〉0表示有冰雹,HDR〈0表示无冰雹,并指出电磁波的衰减会影响H_DR识别冰雹的结果。根据实际降雹情况和识别效果对比,结果表明HDR大于零的区域与地面降雹情况基本对应一致。     

识别冰雹云的简易方法

正确判断云体是冰雹云还是雷雨云,这是进行人工防雹作业的重要依据。广大劳动群众在长期的防雹抗灾斗争中积累了丰富的实践经验,他们根据雹云的声、光、雷电、降水和移动等宏观特征,用耳听目测来识别雹云,并用许多生动的谚语形象地指出冰雹云的特征。例如冰雹云多“拉磨雷”、“蜂子朝王声”;“横闪多雹”;“黄云黑边子,必定下雹子”,“黑云尾,黄云头,雹子打死羊和牛”;“雹走老路”、“雹打一条线”以及雹云光象异常等等。这在人工防雹工作中起了很大的作     

雷达探测冰雹云

气象雷达是利用雨滴、云滴、冰晶和雪花等对电磁波的散射作用来探测目标物方向和距离的一种工具。降雹云在雷达显示器上的特征,如雹云的回波形状、高度、强度和回波移动等,轮廓清晰、大而明亮、结构紧密、垂直发展较高并常带有孔洞或“V”形回波。     

榆林新一代天气雷达冰雹云识别指标分析

利用2005-2007年5—9月榆林雷达站观测资料和同期的常规高空、地面观测资料及榆林市境内的冰雹灾情资料,对其中的14次冰雹天气过程分析,重点考察冰雹产生过程中冰雹云在新一代天气雷达图上的演变特征。通过对地面降雹资料和相应的雷达产品资料分析,结果表明：榆林新一代天气雷达对责任区内的冰雹预报预警具有较好的指示作用。冰雹云识别指标为：强反射率因子区（回波强度≥50dBz）在-20℃层高度附近及以上,且强回波强度越强,高度越高,愈有利于大冰雹的产生;反射率因子剖面图上出现有界弱回波区（BWER）或弱回波区（WER）,区域的大小影响降雹的持续时间和冰雹的大小;垂直累积液态水含量VIL的大值区（≥40kg／m^2）代表降冰雹的潜势,VIL值越大。降大冰雹的潜势越大。三体散射现象可作为冰雹的预报指标。     

雷达资料对贵州春季冰雹云识别初探

利用2004年以来有雷达数据的25个贵州春季冰雹个例资料,基于贵阳、遵义和兴义3部天气雷达基数据,计算雷达回波顶高（ET）、垂直累积液态水含量（VIL）、组合反射率因子（CR）、制作反射率因子垂直剖面（RCS）产品,研究冰雹发生前后雷达回波的演变情况,找出冰雹发生前后以上产品的临界值和变化特征,从而对冰雹云进行雷达识别。经过对个例的分析研究发现：45 dB z以上的雷达回波能较好地识别冰雹云,结合0℃层高度和-20℃层高度,可较好的判断冰雹的大小;冰雹发生前1～2个体扫到冰雹发生时刻,VIL出现陡增现象。     

利用温度层结做冰雹单站预报

冰雹是一种中小尺度受地域条件影响的强雷暴天气,其冰水转化过程对大气的温度层结有一定的要求,通过对冰雹天气大气温度层结的研究,寻找其特征,预报冰雹的发生。利用延安市的气象探空资料,结合洛川县的降雹实况,得到洛川冰雹预报方法和指标。在冰雹预报试验中没有出现冰雹漏报,空报率在10％左右,其中只有〈2%的情况没有出现强对流云。     

使用单部雷达探测资料进行甚短期降水预报

在统计分析合肥地区降水和强降水回波特征的基础上,提出并讨论了使用单部雷达探测资料进行测站降水甚短期预报的方法和能力。初步结果表明,该方法有一定的预报准确率,若综合考虑天气形势和卫星等其它探测资料,预报准确率会进一步提高。     

用二步变分法反演的单多普勒雷达 风场研究中尺度暴雨

采用二步变分法反演多普勒雷达风场来研究中尺度暴雨过程.首先采用多元最优插值方法将常规探空资料插值生成初始风场,在此基础上在不考虑背景场约束以及三维风场平滑量约束的条件下极小化目标函数,反演出的三维风场作为最终反演所需的背景场,然后再进行反演得到最终的三维风场.将最终反演结果与WRF模式模拟的结果进行对比检验,两者的一致表明此方法具有一定的可用性,并用得出的结果分析了2005年6月发生在江苏中部的一次中尺度暴雨过程,初步揭示了强降水中心形成的原因,印证了采用二步变分法反演多普勒雷达风场可以揭示出中小尺度降水的特征.     

伊犁河谷冰雹分布及其雷达回波特征分析

利用2010—2021年中国气象局灾情直报、地面观测、多普勒雷达资料,分析了伊犁河谷冰雹时空分布及雹云雷达回波：（1）5—8月是冰雹高发期,其中6月出现冰雹次数最多且雹暴发展最为旺盛;其日变化峰值在16—19时,19时出现最多。（2）冰雹易出现在河谷喇叭口地形的南北两侧,昭苏县的冰雹占伊犁河谷冰雹总数的一半以上且多为普通单体和多单体风暴,线风暴和超级单体风暴多发在霍城县。（3）统计32个雹云雷达回波初步凝练出预警指标：当反射率因子大于50 dBZ,回波顶高大于8 km,VIL出现跃增时,应警惕冰雹的发生;当回波顶高发展到11 km以上,出现冰雹的概率较大;（4）4类雹暴分别具有如下特征：普通单体多为高悬的质心;多单体风暴生命史较长,会反复影响同一地区;线风暴组织性较差,结构松散,低层常出现钩状回波;超级单体风暴基本具备所有典型回波特征,但有些个例中气旋不明显。     

单多普勒雷达对一次龙卷过程的观测和分析

本文利用泰州S波段多普勒雷达观测资料和探空、地面资料对2013年7月7日发生在江苏高邮的一次龙卷过程进行分析讨论。此次龙卷过程由超级单体风暴引发,环境分析显示高邮地区低层位于急流辐合区,高层位于急流辐散区,有利于对流发展。龙卷发生前具有强对流不稳定度和中等风切变。雷达回波资料分析显示超级单体在成熟阶段出现明显的钩状回波,有界回波区以及悬垂回波的特征。旋转速度最强时,有龙卷产生,之后超级单体进入消亡过程。底层强垂直风切变和垂直速度不均匀分布,有利于激发龙卷天气的发生或者促进龙卷天气的维持发展。     

Weather Observation and Hail Suppression system in Slovenia

Summary A computer supported system for Weather Observation and Hail Suppression at Lisca (Slovenia, Yugoslavia) is presented. The described system is of an operational type, where the hail prevention is based on launching anti-hail rockets. The system consists of a C-band meteorological radar, computers, a grid of rocket launchers and a communication subsystem between the radar computer center and the launchers, the weather forecast service and the air traffic control.The main emphasis is given to system functions and algorithms for computer weather monitoring, severe cloud detection, cloud movement recognition and rocket launching computation. The software part of the system is discussed in detail, while technical data of the radar and the computer hardware equipment are included for better understanding of the system as a whole. The efficiency estimation of the hail damage reductions is not the topic of the presented article, it is only briefly mentioned.

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Zusammenfassung Es wird ein rechnerunterstütztes System zur Wetterbeobachtung und Hagelabwehr in Lisca (Slowenien, Jugoslawien) vorgestellt. Das beschriebene System ist ein operationelles mit einer auf Hagelraketen beruhenden Abwehr. Das System besteht aus einem C-Band-Radar, Rechnern, einem Netz von Raketenstartplätzen und einem Kommunikationssystem zwischen dem Radarcomputerzentrum und den Startplätzen, dem Wettervorhersagedienst und der Flugsicherung.Die Betonung liegt auf den Systemfunktionen und den Algorithmen zur automatischen Wetterbeobachtung, zur Erkennung von Hagelwolken, zur Feststellung der Wolkenbewegung und zur Berechnung der Raketenstarts. Die Software des Systems wird genau erläutert, während die technischen Werte des Radars und der Rechner zum besseren Verständnis des Gesamtsystems erwähnt werden. Die Abschätzung der Wirksamkeit des Systems bei der Verringerung von Hagelschäden ist nicht Gegenstand des Artikels und wird daher nur kurz erwähnt.

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With 6 Figures     

使用雷达回波三维信息自动识别降水类型的方法

提出了一种使用雷达回波三维信息（反射率因子的水平梯度、垂直递减率、垂直廓线变化特征以及回波顶高等）自动识别降水类型的方法,该方法可将雷达回波划分为热带降水类型、大陆强对流云降水类型和层状云降水类型。基于广州雷达于2008年5—8月观测到的7次强降水过程,在使用本方法识别降水类型的基础上,对不同降水类型使用不同的Z-R关系来测量降水量,即对热带降水类型使用Z=230R^1.25,对大陆强对流云降水使用Z=300R^1.4。以及对层状云降水使用Z=230R^1.6,并以雨量计观测的降水量为真值,与仅区分对流云降水和层状云降水类型并使用双Z-R关系测量降水量的方法进行了比较。结果表明,本方法可以有效地自动识别降水类型的分布区域,并且可以提高雷达定量测量降水的精度。     

冰雹云雷达识别方法及防雹作业经验

总结了辽宁省40余年人工防雹工作积累的成果和经验,归纳了3种类型冰雹云的雷达回波特征以及利用回波形态、回波参量和综合指标对其进行雷达识别的方法,并结合冰雹云数值模拟结果,总结了对具有液态水累积区的雹云、对超级单体冰雹云和对多单体冰雹云实施人工防雹作业的一些经验,对于各地的科学防雹作业具有参考作用。     

播撒碘化银粒子进行人工防雹的数值试验

本文在二维完全弹性冰雹云数值模式中，引入冰晶浓度和播撒物质AgI粒子的守恒方程，建立了一个二维催化模式，考虑了人工冰核的三种成核机制，即凝华核化（包含凝结—冻结核化）及与云、雨滴的接触冻结核化，模拟了几种不同冰雹云、不同催化方案下的人工防雹催化效果，指出了防雹的最佳催化方案和适宜催化作业的冰雹云条件。     

单多普勒雷达径向风同化的改进

基于现有的单多普勒雷达径向速度资料直接同化和间接同化方法,提出了一种改进同化方法,通过引入反演方程组作为观测算子,将分析单元内径向风的空间变化信息作为同化变量。同时,根据模式的分辨率和精度要求调整分析单元大小,从而能够有效地弥补数据稀释化所带来的高分辨率数据遗失问题。相对于直接同化只同化雷达观测径向风,改进方法不仅包含径向风信息,而且包含径向风的空间变化信息;相对于传统的间接同化,改进方法不直接使用强约束求解析风场,避免了将反演风场完全等同于"观测风场",能够较大程度地克服反演误差对同化效果的影响。通过理想实验和观测系统模拟试验表明:改进方法对于传统的直接同化和间接同化具有一定的兼容性,应用灵活,具有积极的改进意义。