一次弓形回波的多普勒雷达资料分析

利用齐河CINRAD／SA多普勒雷达产品，对2006年7月5日强对流天气过程进行分析。结果表明：VWP可分析雷达测站风场的时空分布和冷暖平流变化情况，是高空探空资料的有益补充；弓形回波在对流单体合并过程中生成发展，顶部回波最强，并具有超级对流单体特征；外流边界是大风发生时的显著特征；当回波强度〉50dBz，且垂直液态含水量≥35kg·m^-2时，有利于产生冰雹和大风；弓形回波具有持久产生中气旋的能力，中气旋一般产生在弓形回波顶部，且多数会造成冰雹大风天气；当中气旋同时满足两个条件，即风切变≥47×10^-3s^-1，并且底高≤3．0km时，将造成雷击灾害性天气。     

冷涡背景下华北平原一次弓形回波致灾大风过程分析

为了提高对弓形回波致灾大风环境演变和致灾机理的认识,综合利用多源观测和ERA5再分析资料,研究了2020年6月25日华北平原夜间弓形回波的风暴环境演变特征及地面致灾大风的成因机制。结果表明：此次过程发生在高空冷涡背景下,华北平原处于中层干冷气流与低层西南暖湿气流叠加区域,因此有利于强对流天气的发生;对流风暴演变可归结为“超级单体-弓形回波-逗点回波”三个阶段,风暴环境逐渐从中等强度的对流有效位能和深层风垂直切变向弱的对流有效位能和强的风垂直切变演变;超级单体阶段,探空曲线呈“X”型分布,负浮力效应为地面大风的产生做主要贡献,动量下传和冷池密度流的作用为辅;弓形回波阶段,由于低层暖平流和地面辐射降温的共同作用,近地面出现较强逆温,850—500 hPa垂直温度直减率增大,负浮力、动量下传和冷池密度流作用均较前一阶段明显加强,导致地面13级致灾大风的形成;逗点回波阶段,850—700 hPa的干层减弱,负浮力作用与超级单体阶段相当,动量下传和冷池密度流作用与弓形回波阶段相当,造成地面大风的形成。最后给出本次弓形回波环境演变和致灾机理的物理模型。     

一次弓形回波中超级单体发展造成的大风、冰雹天气分析

利用Micaps常规资料、自动站资料及灾情调查资料、雷达回波资料等,综合分析了2011年4月15日出现在安顺市的大风、冰雹天气,此次天气直接触发系统是地面辐合线。通过对加密自动站的数据分析表明此次过程是一次典型的飑线过程。对多普勒雷达资料的分析进一步表明是一次＂后续线＂发展型飑线影响,其中有超级单体风暴产生,弓形回波前最凸起部位前侧＂v＂型缺口处的强辐合入流造成镇宁站的大风,弓形回波特征减弱时后部弱回波通道中的下击暴流造成西秀区岩腊乡和紫云县猫营镇大风灾害。这两次大风灾害发生于强对流系统不同的发展阶段,产生的机制有所不同。     

奎屯河流域一次弓形回波的雷达特征分析

根据五家渠市新一代多普勒雷达（CINRAD／CC）的探测资料，分析了2003年6月30日发生在奎屯河流域的一次弓形回波的形成、演变和运动特征。     

一次夜间弓形回波特征分析

针对2012年7月13—14日一次发生在高空槽前暖湿环境中产生短时强降水和7—9级雷雨大风的夜间弓形回波系统,进行了天气过程分析和数值模拟,发现弓形回波系统由两个多单体雷暴合并发展,强降水特征明显,在弓形回波的弓形顶点经过的浙江北部的嘉兴到上海青浦、宝山等一线出现了长距离的直线大风。分析表明,在整层湿度较大的环境中,来自对流系统南侧的中高层干暖气流卷人,加强了雷暴中降水的蒸发冷却作用,导致雷暴中的下沉运动明显增强,是产生长距离直线大风的关键环境因素;弓形回波系统后侧维持向前、向下倾斜的后侧人流急流,与雷暴内的下沉运动共同作用增强了风暴前侧的气压梯度,是产生此次弓形回波大风的主要原因;强低空环境风垂直切变阻止了冷池快速离开风暴主体,弓形回波前侧的阵风锋与低层环境风垂直切变形成的匹配涡对使得前侧新生对流垂直发展,是该弓形回波系统发展、维持的关键机制。     

一次初夏强对流天气的弓形回波特征分析

利用武汉新一代天气雷达资料,结合高空和地面观测资料,分析了2008年5月3日湖北东部一次强对流天气过程的弓形回波特征.结果表明:此次强对流天气过程的主要影响系统为500 hPa西风槽、低层切变线和地面冷锋,较强的层结不稳定和低层垂直风切变有利于弓形回波的产生;雷达资料分析表明,先后有三个不同空间尺度的弓形回波产生大风、暴雨等强对流天气,前两个由回波块、回波短带合并形成带状回波,该带状回波最后演变成一个尺度较大的弓形回波;弓形回波组合反射率因子达60 dBz,顶高14 km,垂直累积液态水含量55 kg/m2;弓形回波存在后部入流缺口、前沿强反射率因子梯度区及低层弱回波区;其后部有入流急流,两侧对应气旋性和反气旋性风场,且有γ尺度中气旋出现;地面中尺度低压带动弓形回波北部做涡旋运动,对逗点回波的形成有重要作用.     

一次由“弓形回波”所引发的冰雹天气过程雷达特征分析

利用黔东南州新一代C波段多普勒天气雷达资料,对2015年5月8日凌晨发生在贵州东北部区域的强冰雹“弓形回波”雷达产品进行了详细分析。结果表明,反射率因子维持强度较大值及较长的持续时间是此次冰雹过程较为明显的特征,回波前沿飑线回波带的回波强度梯度较大,弓形结构保持时间较长;径向速度图上,零速度线两侧正负速度对差值的变化、零速度线的旋转、以及逆风区的出现都是强对流天气过程最常见的特性;RCS上,出现了典型的有界弱回波区和强回波悬垂,强回波伸展高度超过了当天-20℃高度层;VCS上,倾斜上升气流与中层下沉气流在风暴低层形成径向辐合区;垂直液态水含量的跳变与降雹有着很好的对应关系,降雹时,其VIL值维持较大数值。      

淮北地区一次强风暴的弓形回波分析

2005年7月16日淮北地区发生了一次强风暴天气过程。主要使用新建成的阜阳CINRAD-SA多普勒天气雷达观测资料,辅以天气图、本站高空观测、地面观测资料,对此过程进行了综合分析。结果表明：这是一次以灾害性大风为主、有雨暴相伴随、局部还有冰雹发生的强对流天气过程。影响系统是一条中-β尺度的弓形飑线回波带。弓形回波带是由更早些时间出现的弧形的阵风锋触发而成的。中层干冷空气的侵入加强了对流云体中的下沉气流和低层出流,形成阵风锋。在如何综合应用如此丰富的雷达产品做好临近预报方面作了初步的尝试。     

白城一次局地强对流天气的雷达回波特征分析

对2008年8月1日白城市镇赉县莫莫格乡出现的局地强对流雷达回波资料进行了分析。这次强对流天气过程虽然从天气形势上很难做出预报,但从多普勒天气雷达资料上仍可分析出一定的预报特征,分析结果表明：该风暴具有明显“V”形缺口特征,预示风暴中可能有大冰雹生成;风暴顶辐散的维持存在,对于判断冰雹的增长十分有利;通过分析垂直液态含水量的大值区,为预测冰雹落区提供了一定的科学依据;冰雹指数对强对流天气的预报具有一定的指示意义,尤其当持续出现“可能”或“肯定”报警时,往往表示风暴已经发展成熟,极有可能产生剧烈的强对流天气;中尺度切变和高空槽成为对流不稳定的有效触发机制。     

一次弓形回波结构和演变机制的观测分析

基于单多普勒天气雷达观测和双多普勒雷达反演风场,对2009年6月3日河南商丘发生的一次弓形回波的结构和演变机制进行细致分析。系统发生前的环境均具有中等对流有效位能和中等偏弱低空垂直风切变。雷达分析显示,该弓形回波从超级单体开始,经过风暴合并发展而成的经典弓形回波结构,生命史约3 h。在超级单体阶段,具有中纬度典型超级单体的低层钩状回波、中层有界弱回波区和中气旋结构。超级单体减弱后,因强降水拖曳和降水蒸发冷却,引起云内强的下沉运动,将云外干冷空气带到云内,形成中层后方入流,并在地面形成强冷池,触发干冷后向入流,回波逐渐演化成为弓形。弓形回波成熟阶段,风暴相对后向入流急流在对流区后部2 km高度加速下沉,系统前沿增强至20 m·s^-1。在中层,系统后侧南北两端形成气旋和反气旋涡旋对,此中层涡旋对后向入流强度贡献约20%。在系统前缘低层（1.5 km）、出流边界附近,存在一气旋式涡旋。受后向入流急流和此低层涡旋的共同作用,在顶点附近产生超过32 m·s^-1的最大地面相对风速。至减弱期,低层出流扩展至系统前方20 km,截断了低层暖湿入流,使其快速减弱。     

一次多种强对流天气过程的雷达回波特征分析

利用桂林的CINRAD-SB雷达资料和NCEP资料对2004年11月9—11日桂林市中北部连续性暴雨、大暴雨,南部连续局地冰雹龙卷过程进行了分析。结果表明:一强降水超级单体演变成弓形回波导致了10日桂林市短时暴洪;一系列线型波动(LEWP)的列车效应造成了9—11日桂林北部的暴雨。弓形回波和线形波动前侧都有V型缺口,表明有强的西南气流进入上升气流,同时都有后侧V型缺口,表明具有强的下沉气流和后侧偏北气流。可用弓形回波提前20～33分钟预警短时暴洪。而造成南部恭城附近连续两日的冰雹和龙卷风天气都是由孤立的右移型γ尺度超级单体造成,有三体散射长钉(TBSS)回波特征,可用于提前15～22分钟预警大冰雹。对流单体发展成为龙卷单体伴随有下击暴流的气旋性辐散特征,非常临近地面大风出现时间。     

一次下击暴流显著弓形回波特征

利用天气图、卫星云图和天津新一代天气雷达资料对2007年7月31日凌晨发生在蓟县的强风过程进行分析。结果表明：此次过程是弓形回波与超级单体在合并过程中产生的下击暴流过程而并非龙卷过程。2007年7月30日夜间至31日凌晨,一条自西南向东北方向移动的弓形回波,先后影响天津地区的6个区县产生雷阵雨短时暴雨天气,最大雨强为37.6 mm.h-1,但6个气象站均未出现飑、冰雹和地面大风。对连续观测的雷达资料分析发现,反射率因子图上,显示一条维持了5 h多的弓形回波在移动过程中与一个预先存在低质心的超级单体在蓟县山区合并,产生了下击暴流;反射率因子图上弱回波缺口出现;同时弓形回波形态发生改变,2.4°仰角以上产生断裂;最大雷达反射率因子为53 dBz。在相对径向速度图上,早期呈现为明显的后侧入流急流,后期有中气旋生成并伴有中低层辐散;高层出现强反气旋特征。风暴发展高度较高,回波顶高超过15 km,随着下击暴流的发生,反射率因子核有一个3 km的急降。     

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。

     

一次典型飑线过程的个例分析

利用太原c波段多普勒天气雷达资料,结合NCEP数据资料,对2008年6月28日发生在山西的一次大范围飑线过程进行了综合分析后发现：该飑线产生于对流层中高层槽后干冷空气向南扩散,低层辐合,大气层结极不稳定,垂直风切变强的大背景下,在其影响的区域产生的主要灾害天气现象为大风、冰雹和暴雨。飑线呈现出典型的弓形回波特征,后部人流急流（rear inflow jet）和后部人流缺口（RIN）,前部的阵风锋等典型特征。弓形回波两端存在中尺度流型,即北端的气旋式旋转和南端的反气旋式旋转。北端的气旋式旋转在演变过程中不断加强而变成一个旋转的逗点头,而南端的反气旋式旋转在演变过程中基本保持不变,弓形回波的形状也从开始时的南北对称结构逐渐转变为南北不对称的结构。另外,弓形回波前沿中低层存在弱回波区,中高层存在回波悬垂,强回波区延伸到0℃等温线之上,表明雷暴内上升气流很强,有利于冰雹和强降水形成。     

一次致灾冰雹的超级单体风暴雷达回波特征分析

利用石河子C波段多普勒天气雷达资料,对2010年6月28日下午发生在准噶尔盆地南缘石河子垦区北部沙漠边缘地带的强冰雹超级单体风暴的雷达回波演变特征进行了详细分析。结果表明,该超级单体风暴前进方向的右侧出现了弓形回波,左前侧和右后侧分别出现了＂V＂字型缺口;沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的强大回波墙,最大回波强度出现在沿回波墙狭长区域的下部,其值达到70dBz;相应的径向速度上出现了中气旋,该中气旋的发展和维持使得超级单体弓形回波发展并维持;强冰雹发生在有界弱回波区、垂直累积液态水含量大值区和中气旋重合的区域内;可用中气旋提前30min预警短时冰雹,其反射率因子垂直剖面上的宽大有界弱回波及其回波悬垂和回波墙下部的强回波中心强度（70dBz）可作为预警大冰雹的预警指标。     

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。     

一次局地冰雹的新一代天气雷达回波演变特征分析

2004年5月31日20时40分至21时15分,兵团农六师芳新垦区出现了一次局地冰雹天气,冰雹直径为0.5～0.8cm,但冰雹密度大,致使芳草湖农场353hm2棉花受灾。本文应用雷达的二次产品及回波特征对局地冰雹的发展、演变进行分析,对发展迅速的局地冰雹云的雷达识别和准确预报冰雹落区是有意义的。     

一次气团风暴的多普勒雷达回波特征分析

利用烟台WSR—98D雷达产品等资料，分析了2004年6月19日烟台市一次气团风暴的发展过程及其内部风场结构，结果表明：钩状回波中的中气旋是引发气团风暴的主要雷达回波特征。