曲靖市冰雹云雷达回波特征及防雹

本文通过对曲靖市711B数字化雷达冰雹云回波特征进行分析,总结2002年～2003年曲靖市防雹工作3年取得的经验,以期提高县级防雹指挥人员雷达回波分析能力和作业指挥能力,在防雹作业中科学的安排防雹炮弹的使用量。     

一次冰雹天气过程雷达回波特征及数值模拟研究

针对昆明地区一次冰雹天气过程,在分析其多普勒雷达回波特征的基础上,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式进行数值模拟实验,结果表明:本次降雹过程雷达回波具有“V”型槽口、钩状回波、中气旋特征,是一次典型的超级单体风暴降雹;模式成功再现了降雹过程的天气背景,即上干冷、下暖湿的大气层结;模拟表明,风暴发展演变过程中,大气具有较好的水汽条件、不稳定层结条件以及对流触发条件;模拟的风暴中心具有强烈的上升运动,促使冰雹粒子快速增大,这是形成大冰雹的重要条件.     

六盘山区一次非典型冰雹天气过程微物理量特征的分析

利用地面激光雨滴谱仪捕捉2017年7月14日夜间发生在六盘山区的一次强对流天气降雹过程,其降雨和降雹微物理特征表明:降雹时,粒子各项微物理特征量明显增大,其中数浓度和平均动能通量增幅最为明显,分别增长了6.3倍和13倍。降雹初期,粒径较大的冰雹粒子增长较快,随着能量的释放,对流减弱,粒径较小的冰雹粒子增加较快。Gamma型分布更适合拟合降雹前后的粒子谱。用粒子下落末速度公式V=aD^b拟合此次降雹过程中的粒子速度效果很好,相关系数超过0.98,a的变化范围在4.55～5.02之间,b的变化范围在0.53～0.59之间。     

黔西南州冰雹多普勒雷达回波特征分析

冰雹是一种中小尺度的天气现象,多发生在地形复杂的山区和丘陵地带。黔西南是典型的冰雹频繁发生的多灾地带,每年发生大小冰雹天气过程几十次,尤其是个别县的某些乡镇几乎在每一次的重大天气过程中都要遭受到冰雹的袭击,显示出冰雹天气发生过程中具有明显的区域性和局地性。因此,用多普勒雷达的观测资料来分析冰雹的发生、发展和消亡过程,得出可能降雹的区域和地点,可以提高临近预报的准确性和及时性,降低冰雹灾害性天气所带来的经济损失,是非常有用的。     

2011年浙江梅雨期2次强对流天气对比分析

强对流天气是浙江省主要的灾害性天气之一.利用常规观测资料,Micaps、多普勒雷达等资料,对浙江省2011年梅雨期2次强对流过程进行对比分析,结果表明：6月9日强对流,主要表现为冰雹和雷雨大风;6月18日强对流,主要表现为短时强降水.天气形势上,前者为西风槽型,后者为大陆高压型,2次过程都对应一支西南急流,显然后者的强度更大.探空和对流指数上,前者上干下湿,不稳定条件和对流指数优于后者.雷达回波图上,前者中高层强回波悬垂,出现＂穹隆＂结构,强回波平均高度和垂直积分液态含水量明显高于后者,后者为回波结构致密,低质心高效率的强降水回波.     

滇西北局地小冰雹天气分析

利用NCEP再分析资料和大理多普勒雷达资料对比分析滇西北地区7次局地小冰雹过程的天气背景和雷达产品特征。分析结果表明:小冰雹过程受低压系统影响,多数发生在午后,持续时间短;有较有利的热力条件、不稳定条件和动力条件;冰雹出现时雷达反射率因子一般达50dBz以上,回波顶高达13km以上,45dBz的强回波高度达7km,具有穹窿结构,径向速度低层辐合高层辐散、中层逆风区,但是回波持续时间短,变化较快,面积较小,突发性强。     

南疆2011年5月一次强冰雹天气的综合分析

综合分析了2011年5月24日发生在南疆五团境内的一次强冰雹天气。结果表明,冰雹天气是在有利的天气背景下发生的,冰雹区上空的辐合上升运动为冰雹出现提供了动力抬升条件。L波段高空探测秒数据显示,雹暴发生前中低层风速明显增大并有暖平流。冰雹发生地存在层结不稳定和能量堆积。强雹暴的回波特点是,组合反射率因子CR长时间维持在50 dBZ以上,伴有弱回波区,液态水含量密度最高达4.0 g·m-3,垂直高度接近12 km。     

滇西北高原区域性冰雹过程的雷达产品分析

利用丽江新一代天气雷达回波资料并结合常规资料,对2010年7月31日发生在丽江市、维西县的一次强对流天气进行分析。结果表明:青藏高压底部偏东气流强,结合滇西北区域的辐合区及地面冷空气,形成了有利于冰雹天气发生的天气背景;在基本反射率因子图上冰雹云回波单体的强度值都大于50 d Bz,最大值达到63d Bz,其外形结构为"点状";在VCS(Vertical Cross Section)垂直剖面图中冰雹云回波单体的强回波核高度在8km左右,且出现了悬垂状、弱回波区、回波墙等结构特征;逆风区和低层风速的辐合是本次冰雹过程中径向速度场中的主要特点;冰雹指数产品中大三角形的出现可以作为冰雹预警的一个指示性标志;降雹前VIL值都有不同程度的跃增,跃增达到最大值后地面降雹,降雹时的VIL值在23 kg/m2以上,系统减弱后VIL值开始减小。     

滇中一次人工防雹过程的雷达回波对比分析

为了研究滇中地区冰雹云的回波特征及防雹效果情况,本文基于昆明新一代天气多普勒天气雷达资料,对2016年8月11日发生在马龙、双柏的作业回波和峨山县的强对流回波演变特征进行了对比分析,结果表明:当回波强度出现跃增、强中心高度保持在4km以上,同时30dBz回波高度与回波强度和强中心高度的跃增相对应,回波顶高超过16km,垂直液态含水量VIL达到20kg以上时,是冰雹发生的重要物理量临界指标。本次过程中,马龙、双柏在最佳时机开展了人工防雹作业,有效抑制了回波的发展。峨山县由于未进行人影作业,产生了降雹天气,致使烤烟受灾。此次对比分析发现,中尺度特征等部分冰雹云共性指标时效性较差,其他地区的冰雹预报指标并不完全适用,本地总结得出的多普勒雷达指标实用性更高,30dBz回波高度代表了冰雹云的过冷水区中大粒子的发展情况,其与回波强度和强中心高度的跃增对应关系较好。对于强对流回波,人工防雹作业的开展与否其结果截然不同,这表明人工影响天气是目前防灾减灾的重要手段之一。     

滇南一次弓状回波带过程的分析

利用滇东南文山州的新一代天气雷达CINRAD-CC雷达资料,对2004年4月13日17:30～21时发生在滇南的一次典型的弓状回波带风暴过程进行了详细的分析。此弓状回波带由飑线发展而成,在东移过程中不断有大小对流单体向其合并发展,使其生产很强的雷雨大风、冰雹天气,给滇南文山州5县数个乡镇及红河州两县数个乡镇带来了严重的风灾与雹灾,造成了很大的破坏,财产损失较大。     

2008年7月10日曲靖市强冰雹天气过程分析

使用常规气象资料、卫星云图、闪电和雷达回波资料分析2008年7月10日发生在曲靖市的强降雹过程,分析得出:7月10日的降雹天气是在两高辐合的背景下,曲靖位于辐合区边缘,其影响系统主要为700 hPa弱的偏南气流和地面弱冷空气,静止锋加强。此次过程物理量场符合上干冷、下暖湿的降雹条件。雷达回波有典型的"v"型缺口特征,在冰雹云的发展过程中多次出现合并导致能量加强的情况。在降雹过程中,闪电频次、正负闪比例、闪电密度有一定的相关性。     

夏季一次短时强降雨的多谱勒雷达回波分析

多谱勒雷达探测较大范围强降水时其速度场特征明显:低层外层为辐合而内层为辐散与辐合相混合;高层外层为辐散而内层为辐合面积较大且带有逆风区的典型组合。应用云南东南部文山雷达站(编号:Z9876;东经104°15′,纬度23°23′)的资料,结合乡镇自动雨量站资料,分析了发生在2008年06月01日晚20时左右的一次小尺度的局地破坏性强降雨的天气过程。结果表明:(1)当回波块低层出现朝向雷达站的负速度区面积大于正(离开)速度区面积时,预示随后的降水是加强的;(2)回波块高层内部速度区有正有负而边缘速度区均为正(辐散)时,表明该区域为强降雨区,强降雨维持;(3)当上述两种速度场发生明显改变时,该区域的降水减弱或停止。这种对雷达回波速度场低、高层的辐合、辐散分析对较大范围强降雨的形成、维持和消散具有很好的临近预报指示作用。     

影响北京的两次沙尘过程传输特征对比分析

2017年5月4-5日和2015年3月28-30日两次影响北京的沙尘天气均包含外来输送及沙尘回流过程。采用常规气象观测资料、大气成分资料、CALIPSO卫星监测及风廓线雷达数据等,对两次过程中的气象要素变化、传输轨迹、天气学条件、边界层特征等进行分析。结果表明：两次过程均由蒙古气旋引起,远距离传输过程中经沙源地传输的沙尘气溶胶可被抬升至700 hPa以上高度,主要传输层位于对流层中低层;高空急流强度、入口区位置及次级环流的结构对沙尘传输及影响区域有重要指示意义;沙尘回流主要受大气中低层偏南风输送带的影响,主要传输高度为1 km以下的低层大气,北京与回流上游城市PM₁₀浓度变化的时间滞后性与前期沙尘天气是否得到彻底清除有关。     

天山北麓两次暴雪天气对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°（美国气象环境预报中心—NCEP和美国国家大气研究中心—NCAR）再分析资料、全球同化系统(GDAS)数据、引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLIT_v4.9）、FY-2E卫星资料、多普勒雷达产品,对2014年2月和2016年3月天山北麓的两次暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：两次暴雪过程的降雪落区均是出现在500 hPa槽前、低层切变或辐合区、高层辐散区、温度平流梯度在垂直方向大值区、相当黑体亮度温度(TBB)中心边缘的梯度较大处重叠区域。通过诊断发现,2016年暴雪天气的暴雪区上空有类似于暴雨过程的湿对称不稳定存在,使得大气潜在不稳定能量较大,为暴雪提供了不稳定机制。而在2014年暴雪天气中没有发现湿对称不稳定,说明条件对称不稳定并不是造成暴雪的唯一原因,还可能受别的不稳定机制或动力因子、热力因子影响,但其对单位时间内降雪强度有明显的增幅作用。分析雷达回波特征的演变发现,雷达回波中心的强度、持续时间、范围与强降雪中心的变化一致。     

塔里木盆地两次沙尘天气过程对比分析

利用常规观测资料、再分析资料及CALIPSO星载激光雷达资料,基于HYSPLIT模式及潜在源贡献因子分析法、浓度权重轨迹分析法,对比分析了相似环流形势背景下塔里木盆地2015年6月和2022年3月两次典型沙尘天气过程,以和田为例分析两次过程中高低空系统配置、相关物理量特征、沙尘输送路径及潜在源区的差异。结果表明:两次天气过程均受高空槽影响,但2015年6月沙尘天气过程相对2022年3月沙尘天气过程高空槽位置更为偏南且具有明显的经向特征,阻塞高压系统的崩溃使得冷空气迅速爆发,大气垂直运动强烈,从而盆地内沙尘天气强度强于2022年3月沙尘天气过程。2022年3月沙尘天气过程除受槽底少许冷空气翻山造成沙尘天气外,低层偏东风急流相对2015年6月沙尘天气过程更为强盛,使得盆地东部出现沙尘暴并自西向东输送,盆地同时受东、西两路沙尘天气影响。2015年6月沙尘天气过程沙尘主要由偏西路径输送,主要源地为塔克拉玛干沙漠西部,并有部分沙尘由吉尔吉斯斯坦南部输入,2022年3月沙尘天气过程沙尘颗粒主要受偏东气流驱动,塔克拉玛干沙漠是主要起沙源地。2022年3月沙尘天气过程期间和田附近偏西风及偏东风场辐合使得沙尘颗粒汇聚,加之稳定的环流形势及相对暖湿的大气条件,沙尘不易扩散,因此低能见度持续时间相对更长。特殊的地理位置使得无论是盆地内部由西向东还是由东向西的沙尘过程都会在和田地区累积造成影响。     

陕西省霾天气变化特征及气候成因分析

通过对比选用14时实测值法利用1981—2016年全省96站14时相对湿度和能见度数据重建全省历史霾数据序列,分析区域内霾天气的特征及相关气象要素的特征,并探讨大范围持续霾天气过程对应的环流形势,研究霾天气过程的成因。结果表明：关中地区是我省霾天气的高发区,其次是陕南的汉中盆地,陕北出现最少。全省霾日数总体呈较明显的上升趋势,2000年后增加显著。从季节变化来看全省及各区域均为冬季霾日数最多,秋季次之,夏季霾日数最少。各区域均在5～8 km能见度、60%～70%相对湿度、静小风时易出现霾天气,西安及关中全年和四季在偏东北风向时霾天气频率较大。冬季地面风速小,相对湿度较大,近地面风场辐合及逆温层的存在,造成关中大气垂直扩散能力较弱,大气污染物发生堆积、累积效应易形成关中地区持续霾天气及严重大气污染。     

晋宁烟区冰雹灾害时空分布特征及环流形势分析

针对晋宁区2009~2018年6~9月5个乡镇烤烟种植区的冰雹灾害问题,以烟区冰雹灾害分布、烤烟种植及受损面积、经济损失等数据为基础,对烟区冰雹灾害时空分布特征、地形因素对冰雹灾害的影响等进行分析,并对冰雹灾害出现的大气环流背景进行分型。结果表明:晋宁烟区冰雹灾害年际变化大、时空分布极不均匀,7~8月最多,降雹时段主要集中在12~21时,高峰期16~18时;冰雹灾害多发区主要为晋城镇南部、双河乡和夕阳乡山区、二街西北部、六街东南部,且山区明显多于坝区;冰雹灾害风险从高到低依次为:晋城、夕阳、双河、二街、六街;冰雹灾害发生的环流形势主要有:低压活动型44.4%、低压槽型27.0%、低涡型4.8%、切变型3.2%,其他20.6%。     

蒙自霾天气的气候特征及其成因分析

应用云南蒙自气象观测站1960～2006年的常规观测资料,分析了蒙自霾天气的气候特征和形成原因。研究发现:蒙自每年均有霾天气出现,并主要集中出现在3～4月份。冬、春季高空副热带急流影响形成的下沉逆温、地形、气候条件和天气形势影响,是形成蒙自霾天气的直接原因和变化因素。     

利用NCEP再分析资料和新一代天气雷达资料对干旱区一次持续阴雪天气的分析研究

利用NCEP再分析资料和银川新一代天气雷达资料,对2008年元月中下旬宁夏持续阴雪极端天气进行了环流背景及雷达回波特征分析。分析表明:欧洲阻高的建立与崩溃、里海到巴湖切断低压的维持加深与减弱、东亚大槽的稳定维持、副高的偏北偏强及高原东侧西南气流的存在,为宁夏持续阴雪天气提供了有利的环流背景及较好的水汽条件,低层辐合、高层辐散为降雪天气提供了持续的上升运动,而低层高原低值系统的作用,是造成局地大降雪的主要原因。降雪雷达回波强度一般维持在10～25 dBz,超过30 dBz的回波面积小,回波顶比较平整,顶高普遍在4.0～6.0 km,最高达到7.0 km左右,零速度线有时可表现为明显的 “S”型结构;利用Z-I关系进行雷达定量降水估测对降雪有一定的反演能力。     

近年来北京沙尘天气特征及成因分析

针对2000-2002年北京沙尘天气增加和2003年沙尘天气迅速减少的现象,统计分析了近几年北京沙尘天气的特征和出现的特点,并从大气环流形势、气候特点、气象要素以及可能影响北京沙尘天气的沙源状况进行分析。2000-2002年春季,我国处于西北气流的控制之下,冷空气势力强,以西或西北路径影响我国。2003年春季亚洲东北部高压脊偏强和日本海气旋较弱,使得冷空气路径偏北,入侵我国的冷空气势力较弱,产生大风沙尘的动力条件减弱。气候特点分析表明,1999-2002年北方大部分地区降水量持续偏少,年平均气温偏高,造成土壤水分蒸发强烈,土壤干燥疏松。2002年冬季至2003年春季,北方地区降水量较常年明显偏多,北京周边地区的主要沙源地一直被积雪覆盖,植被覆盖度扩大,有效抑制了沙尘天气的形成。