江西一次极端雷暴大风过程的中尺度特征与成因分析

2021年5月15日贵州东北部发生了一次极端风雹天气过程。本文利用常规观测资料以及加密自动气象站、探空、卫星、多普勒天气雷达等资料,分析了该过程的环境场和雷达回波特征。结果表明: (1) 此次极端风雹天气发生在低层暖湿和对流层中下层(500 hPa以下)具有显著条件不稳定的环境下,冷锋前沿的地面辐合线是其触发机制,切变线南侧暖湿气流输送和较强的垂直风切变有利于对流风暴的维持和加强。(2) 贵州东北部较大的温度递减率和对流有效位能,强的垂直风切变,较低的自由对流高度是冰雹和雷暴大风发生的有利条件。雷暴系统过境使受其影响的测站风速急增、气压猛升、气温骤降,表现为典型的强雷暴系统过境特征。(3) 雷暴系统由初始线状多单体逐渐形成分布不规则的多单体风暴系统。雷暴单体在反射率因子图上呈现出强回波中心超过60 dBz及其南侧高反射率因子梯度和中高层明显回波悬垂特征。造成下击暴流的雷暴单体的弓形回波特征明显,并伴有前侧入流缺口、后侧“V”型缺口及中层4—8 km高度强径向气流辐合(MARC)特征;而造成冰雹的雷暴单体的钩状回波特征十分明显,同时伴有较大垂直积分液态水含量(VIL)、较高回波顶高、强风暴顶辐散以及三体散射现象。

     

湘潭市一次冰雹天气过程分析

为了更好地把握冰雹天气的特点、环流形势、物理量特征,该文利用每日4次NCEP 1°×1°再分析资料、多普勒天气雷达产品、FY-2E卫星TBB资料,对2013年发生在湘潭境内一次罕见的大范围冰雹天气进行分析。结果表明：925～500h Pa之间强烈的温差是冰雹发生的一个重要特征;同时有热力垂直环流和湿度场垂直环流以相同的环流方向在相互加强,使冷锋附近的垂直运动比只有温度梯度时大得多;冰雹不是发生在高能区内,而是发生在高能舌北侧附近。强对流天气发生在对流不稳定区的北侧梯度较大地区;冰雹出现在强对流云团移动方向的正前方;雷达图上飑线、三体散射等都是冰雹出现的明显特征。     

黄土高原一次连续性强对流天气分析

利用常规观测资料、自动站资料、榆林市CINRAD/CB多普勒天气雷达观测资料和NCEP1°×1°逐6 h再分析资料,对2014年6月29日、30傍晚发生在陕西榆林市黄土高原地带的一次强对流天气进行了综合分析。结果表明:甘肃东部到陕西的低槽是此次强对流天气直接影响系统,地面干线和辐合线触发此次对流天气;降雹区上空的垂直运动较强,对流有效位能较大,低层充沛的水汽通量输送明显,水汽通量散度汇合在陕西北部、适宜的0℃、-20℃层高度,为强对流天气的出现提供有利条件。三体散射长钉、超过8 km的50 d Bz强回波区、中等强度涡旋、逆风区都对冰雹天气预警有较好的指示意义。     

一次阵风锋触发的局地强冰雹天气过程分析

利用常规观测资料、诊断分析资料和榆林多普勒雷达(CB)资料,分析2006年7月12日发生在陕北北部的一次强冰雹天气过程,结果表明:阵风锋移动到有利的环境场中和中高空中尺度扰动叠加触发了强对流;强雷暴中三体散射和旁瓣回波特征明显;阵风锋附近径向速度场辐合特征明显。     

湘西北一次强冰雹天气雷达回波特征分析

利用常规观测资料和张家界新一代多普勒雷达资料对2020年3月21日晚—22日凌晨发生在湘西北地区的冰雹天气过程进行了分析,结果表明:"上干下湿"喇叭口特征的不稳定层结,合适的0℃层与-20℃层高度,在地面冷空气和辐合线的触发机制下,利于冰雹、雷暴大风和短时强降雨等强对流天气的形成;此次冰雹天气是由典型的超级单体风暴对流...     

韶关市区一次罕见大冰雹灾害性天气过程分析

利用常规气象资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及多普勒天气雷达资料,诊断分析2012年4月15日韶关市区一次严重的大冰雹灾害性天气。结果表明:此次大冰雹天气是在高空槽、高低空急流、切变线、静止锋等天气系统的共同作用下发生的;冰雹发生之前的数小时韶关上游地区低层大气的湿层较厚,岭北与"三连"地区的对流上升高度很高,对强对流天气的发生有一定的指示作用;不稳定能量的累积是这次冰雹天气的必要条件,冷空气的入侵、切变线南压与低空急流的爆发则是触发机制;大气层结不稳定,0℃层与-20℃层高度适宜,0℃层与-20℃层之间的厚度较小,十分适合冰雹的生长,可作为强对流天气的预警依据;强风暴进入并离开雷达站的静锥区和"盲区",应采用附近雷达资料观测强风暴并及时发布预警;TBSS特征对大冰雹的产生有很好的指示意义,旁瓣回波对冰雹有一定预警作用,可以作为强冰雹预警的辅助指标。     

一次冬季降雹过程的CINRAD/SA回波特征

利用新一代天气雷达 (CINRAD/SA)对 2 0 0 2年 1 2月 1 9日一次冬季降雹观测资料进行分析 ,从中得出冬季降雹的回波特征 ,并对这次过程中出现的三体散射现象及相应的雷达产品做初步分析 ,得出“三体”散射现象是降大雹的一指示性标志和降雹的一些雷达产品指标。     

一次雹灾天气过程的三体散射研究

利用自动气象站资料、CINRAD/CD多普勒雷达资料、实地冰雹调查资料及NCEP/NCAR再分析资料,分析2020年一次呼和浩特市托克托县地区强冰雹事件发生时出现的三体散射与风暴云团三维结构、发展特征,结果表明：（1）C波段雷达较S波段雷达容易出现三体散射。（2）三体散射现象和55 dBZ或60 dBZ等强回波密切相关,尤其是60 dBZ强回波出现时,三体散射现象也随之出现。（3）从三体散射与冰雹云体积变化情况来看,60 dBZ冰雹云体积即使在50 km3以下也会出现三体散射。（4）在本个例中发现多重三体散射,其特征是在雷达径向上三体散射长度较长,为强回波距地高度的3~5倍,随着多重散射次数的增加,散射越来越弱,故多重三体散射强度沿着强回波径向上逐渐减弱。（5）三体散射现象首次出现后,开始出现冰雹,下沉气流使冰雹云回波顶高迅速下落,其中60 dBZ回波顶高下落最为明显,垂直厚度减少最为严重。大冰雹降落后60 dBZ回波底高迅速抬升,体积急剧减小,之后风暴云团回波顶高、体积进入平稳阶段。     

一次罕见的冬季冰雹天气过程分析

对河池市2002-12-18冰雹天气的天气系统和物理量场进行分析,结果表明,此次冰雹天气过程是高空槽和冷空气过境引发位势不稳定大气中的能量释放的结果,卫星云图在这次强对流天气中也起到很好的预报作用。     

多普勒雷达产品对南宁冰雹天气的应用分析

利用南宁多普勒天气雷达产品结合天气图资料,对2013年3月13日凌晨和夜间发生在南宁冰雹过程的天气背景、多普勒雷达产品进行分析,找出了相应的天气气候特征,为日后冰雹天气的临近预报提供一定的指导依据。     

一次冬季冰雹的双偏振多普勒天气雷达回波分析

为研究双偏振雷达资料在冬季冰雹监测预警中的应用,利用厦门S波段双偏振雷达资料,分析了2016年12月21日福建漳州冰雹的回波特征。发现在降雹过程中,最强回波达69 dBZ,三体散射回波径向长度达16 km,旁瓣回波切向宽达20 km,低层的钩状回波与入流缺口明显;冰雹区的差分反射率因子Z_(dr)和差分相位常数K_(dp)数值小,冰水混合区的相关系数ρ_(hv)较低。分析表明:此冰雹个例并非典型的超级单体,但存在超级单体的部分偏振回波特征,回波前侧下沉气流存在Z_(dr)弧,可延伸到中层,在入流缺口和后侧下沉气流处,Z_(dr)柱和K_(dp)柱成对出现,中层存在CC的低值环。     

2020年“1·24”广西大范围冰雹天气过程分析

2020年1月24-25日,广西出现近20年来范围最大的一次冰雹天气过程。利用常规观测资料、雷达、卫星以及再分析资料,对此次天气过程进行分析和诊断。结果表明:(1)500hPa宽槽、高空急流、低层切变、地面冷锋以及辐合线相配合提供有利环流背景,异常偏冷的中层导致大温度直减率,大气不稳定增强;(2)深层强垂直风切变、热力不稳定层结以及适宜的0℃、-20℃层高度为冰雹产生提供适宜的热动力条件;(3)对流云团呈“长椭圆”型,具有造成区域性冰雹天气的典型特征,雷达回波图上的回波悬垂结构、超过60dBz的强反射率因子、VIL跃增、持久深厚中气旋以及高层辐散低层辐合等特征,对于冰雹天气的识别和预警具有指示意义。     

一次局地强冰雹的多普勒雷达回波特征分析

应用阿克苏CINRAD/CC型多普勒雷达产品,对2009年7月27日发生在乌什县的强冰雹天气过程进行分析,得出以下结论：（1）本次强冰雹天气发生、发展的主要机制是受中低层切变线和辐合线的共同影响;（2）雹云内存在较强的气流辐合和垂直风切变,径向速度图上有逆风区、辐合区等中尺度强降水特征出现;（3）强雹云的反射率因子可达60 dBz以上,在VCS剖面中前悬回波、回波墙、穹窿等雹云的特征回波明显;（4）VIL、VWP产品变化能够很好地指示云体发展情况,是判别降雹潜势的指标。     

海南一次罕见强冰雹过程环境条件与超级单体演变特征分析

应用常规资料、海南省乡镇自动站资料和海口多普勒雷达资料,对2013年3月20日海南岛罕见大范围强冰雹过程进行综合分析。结果表明:中层干冷气流叠加在低层暖湿气流上形成对流不稳定层结以及低层逆温为不稳定能量积聚提供了有利条件;中等到强的垂直风切变有利于强对流有组织发展和维持;海陆风辐合和地形抬升是海南低槽类冰雹发生的主要触发机制。该过程先后有4个超级单体产生,其中两个单体由一母体回波分裂后持续发展成为左移超级单体和右移超级单体,左移超级单体出现中反气旋,低层弱回波区位于其移动方向左后侧,右移超级单体出现中气旋,低层弱回波区位于其移动方向右后侧;在适宜的0℃层和-20℃层高度下,发现三体散射或中(反)气旋时立即发布冰雹警报,预报时效最长可提前20~30 min;冰雹发生前55 dBz回波顶在-20℃层高度之上,同时垂直积分液态水含量(VIL)均有跃增过程且其普遍达65kg·m-2时,地面开始测得冰雹,当VIL跃增到60kg·m-2时发布冰雹警报,预报时效最长则可提前1~3个体扫时间(约5~15min),当VIL降至40kg·m-2以下时冰雹过程结束。     

滇西北一次降雹过程的多普勒天气雷达回波特征分析

利用丽江新一代天气雷达回波资料,结合Micaps 常规观测资料,对2011 年6 月14 日下午出现在滇西北高原丽江市一区三县的区域性冰雹过程进行分析。结果表明: 区域性冰雹过程发生在青海附近“Ω”环流及前部有切变东移、丽江高层为西北气流控制、低层受辐合区影响、地面配合回流冷空气及丽江东部独特地形影响等环境条件下;冰雹云回波在基本反射率因子图上呈点状、线状排列,发展到强盛时出现钩状回波,在VCS(Vertical Cross Section)图上强回波核高度为6～10 km,并出现回波墙结构特征;冰雹云发展阶段在基本径向速度图上可见逆风区和中尺度辐合;垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid Water Content,VIL) 在降雹前均有不同程度跃增,跃增达到阈值35 kg ·m^-2后,地面降雹;高空偏北气流是丽江出现冰雹时垂直风廓线产品图(VAD Wind Profile ,VWP)中的主要特征,偏北气流越强,持续时间越长,受其影响出现区域性冰雹的可能性越大。     

2020年1月24—25日贵州冰雹、雨雪共存天气机理分析

利用常规观测、NCEP再分析及FY-2G TBB等资料,对贵州2020年1月24—25日的冰雹、雨雪共存天气进行分析,结果表明:(1)此次复杂天气主要由南支槽前强上升运动把低空急流带来的充沛水汽强迫抬升至-10℃以上,前期能量集聚使得大气不稳定度迅速加大,滇黔静止锋触发贵州南部不稳定能量释放,共同造成了此次天气。(2)冰雹是由高架雷暴造成的,暖湿逆温层、强垂直风切变、强不稳定层结和合适的温度垂直分布是发生强对流的主要原因。(3)冷锋及深厚南支槽是降雪发生的主要环流形势,中层水汽辐合的强度及厚度不断增长、槽前动力抬升使得水汽伸展到-10℃以上,配合气温不断下降共同造成了暴雪天气。(4)贵州西部较充沛的外部水汽输送为降雨提供有利条件,高低空急流的有效叠加及典型的低层辐合、高层辐散加大降水强度。(5)强上升运动在降雪前8 h出现、涡度平流在降雪前24 h出现跃增,低层辐合的强度大于高层辐散;较之冰雹、暴雪区,大暴雪区饱和区伸展更高、上升运动更强、涡度平流更强,但水汽辐合稍弱;大暴雪区表现为稳定的低冷高暖,冰雹区、暴雪区则表现为由低到高的"冷—暖—冷"结构。(6)降雪区TBB纹理较均匀,大部在-20～-32℃,TBB低值区对应降雪强度较大,降雪最强时段TBB达-52℃。     

一次长寿命超级单体风暴雷达回波特征分析

利用常规气象观测资料、章丘站探空资料及滨州、济南新一代SA天气雷达探测资料,对2016年6月14日发生在山东中部地区一次强降雹天气过程进行分析。结果表明：雷暴发生前大气不稳定能量的明显增加,较强垂直风切变是有利于强对流天气发生的环境条件;长寿命超级单体沿两山之间的谷地运动,地形对雹体发生、发展起到了抬升和维持作用,对单体的移动起到了导向作用;雷暴发生前的垂直累积液态水含量（VIL）跃增对冰雹粒子的形成和增长十分有利;超长的三体散射（TBSS）、深厚而持久的中气旋、高悬的强反射率中心、有界弱回波区以及风暴顶强烈辐散都是大冰雹发生的显著特征。     

风廓线雷达产品在冰雹天气过程中的应用研究

本文利用威宁县2022年6月2日一次冰雹天气过程风廓线雷达资料和威宁国家基准气候站降水资料,采用数理统计等方法对本次天气过程的风廓线雷达特征进行分析结果表明：冰雹、短时强降水开始前,低空急流的建立和垂直风切变的加强,急流造成的辐合加上近地层风向的切变作用为冰雹和强降水的产生提供了很好的动力条件;冰雹和短时强降水开始发生时,2000米高度以上有很大的正速度,可以作为一个指标判断对流发展的强弱情况;冰雹发生时折射结构常数（Cn2）值在-128~-110dB之间,也能很好的反映冰雹等强对流天气的开始,增强和结束过程。     

双线偏振雷达在一次强降雹过程中的初步应用

利用北京首都国际机场C 波段双线偏振多普勒天气雷达和NECP 再分析资料,分析了北京地区2008 年6 月23 日降雹天气过程背景及双线偏振多普勒雷达产品的演变特征。通过对雷达差分反射率因子ZDR、单位差分传播相移KDP、相关系数ρHV等偏振参数的具体分析,总结出偏振雷达观测冰雹云的一些特征：雷达强度图中出现较强回波且高度较高,ZDR趋于零,ρHV、KDP比其周围数值忽然减小。此外,还分析了KDP、ρHV在辨别虚假回波和判断回波发展中的作用。上述研究对于提高双线偏振天气雷达在强对流灾害天气监测预警、防雹减灾以及航空安全等方面应用具有一定参考意义。