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。     

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。     

一次飑线过程的雷达产品特征分析

利用M ICAPS和文山多普勒天气雷达资料,对2008年4月14日夜间到4月15日凌晨滇东南飑线过程的天气背景,多普勒雷达回波强度、径向速度、垂直液态水含量、冰雹指数等雷达产品进行分析。结果表明,飑线回波带上对流单体发展旺盛时,对应的速度场上有逆风区、辐合系统、中气旋等中尺度系统存在。对流单体在飑线中可发展为成熟的超级单体,可造成局地冰雹。可根据VIL值和H I的降雹概率确定大多数强对流风暴的位置,辨别带有冰雹的强风暴,为强对流天气做短时临近预警、预报。     

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.     

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。     

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。     

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。     

2008年一次混合性强降水过程的雷达产品特征分析

通过对2008年5月28~29日文山北部地区一次混合性强降水过程的雷达产品、乡镇自动站雨量资料的分析发现:此次混合性强降水过程具有降雨时段集中,具有明显的阵性;强降雨范围小,雨量分布较为集中;降雨强度大等明显的中小尺度特征。对应的速度常上有明显的大风区、逆风区、中尺度辐合带和辐合系统存在。PUP降水产品中1小时、3小时降雨量产品在监测短时强降水天气过程中的可信度较高,在短时临近预报中对监测预警强降水的发生具有重要参考价值。     

库尔勒市2015年两次冰雹天气成因及雷达回波特征对比分析

利用常规探测资料、库尔勒多普勒天气雷达、风云2E静止卫星以及NCEP/NCAR提供的0.5°×0.5°再分析资料,对2015年发生在库尔勒市的两次冰雹天气从天气形势、环境背景及强对流云团结构等方面进行了成因分析,并重点对比了雷达回波特征。结果表明：4月17日冰雹天气为弱短波槽影响,系统浅薄,6月1日为低涡降雹,系统深厚。两次冰雹共性特征很多：在冰雹发生前,有强的垂直风切变,0 ℃层和-20 ℃层高度适宜且之间伴有浅薄的饱和湿层。通过塔里木盆地东南缘水汽的输送,云团在天山南麓及切变线附近合并降雹是这两次冰雹最突出的特征。雷达图中冰雹云发展中强回波中心值＞55 dBz,配合有逆风区,存在明显的回波悬垂和弱回波区,强的垂直风切变是其发展和维持的主要原因。冰雹云形成于云顶亮温＜-50 ℃的冷云盖东南边缘的云团合并处附近,并且主要沿中低层平均风方向移动。     

低纬高原冰雹与暴雨对比分析

通过对低纬高原地区多个冰雹和暴雨个例的多方面的对比分析,发现冰雹和暴雨的发生在大气环境背景、大气层结、大气不稳定性及云图特征上既有一些相似之处,也存在一些明显的区别.研究发现,发生冰雹时,中纬度低槽较偏南,受北方天气系统影响明显;发生暴雨时,受热带系统影响明显,中纬度低槽稍偏北.在冰雹发生前,大气中层较干、低层较湿,但层结仍为较稳定的状态;在暴雨发生前,大气中、低层均较湿,层结为弱稳定状态.冰雹的发生要求下层大气气温相对较低,以使雹粒在溶化之前可到达地面,而暴雨的发生要求大气富含水汽.冰雹以冬春多见,夏季较少;暴雨以夏季较多,而冬春较少.与此对应,产生暴雨的强对流其对流强度要强于产生冰雹的,但对于同一季节发生的冰雹和暴雨,两者的对流强度是相近的.     

云南滇中地区强对流雷达回波统计分析

为了更好地开展强对流监测、预警和开展人工防雹作业指挥工作,通过对2006年至2012年昆明多普勒雷达观测的1148幅回波和234个降雹过程进行了收集和整理,从人工防雹作业指挥判别雹云的角度,对雷达回波的强度、高度和VIL等要素进行了统计分析。统计分析表明,云南滇中地区强对流发展强度强、高度高;虽然仅通过VIL跃升值难以判别强对流云体能否产生降雹,但冰雹云发展存在明显的VIL跃升,进而得出了强对流云体的VIL跃升值(前后两回波的VIL差值)是否超过35kg/m^2,可以作为强对流云体能否产生降雹的指标这一结论。     

雷达产品在冰雹定点和区域临近预警中的应用

新一代天气雷达共有30多类70余个产品,每个雷达产品在进入业务运行以前,都经过非常严格的筛选和评估,实用性非常高,日常应用效果不错。雷达每6分钟一次体扫,这样多的高密集产品生成,靠传统的"看图识字"办法进行服务将会兼顾不全。20世纪90年代,Johnson等提出了利用风暴定位(SC IT)来识别风暴单体,并在此基础上提出了冰雹探测的新算法,该算法综合考虑了冰雹产生时风暴单体的反射率值,零度层高度及强回波高度的关系。根据NCDC(美国国家气候数据中心)最新产品文件格式说明,成功地用C#语言解读了冰雹指数产品数据格式,实现了雷达产品应用从"看图识字"到程序自动识别的转变。应用新的冰雹探测算法,自动将降雹概率预报分区域、定点预警,通过短信将预警信息自动推送到相关责任人,提高了警报时效和服务面,具有很好的应用前景。     

“2003.8.2”滇中石林县冰雹过程多普勒雷达回波特征分析

2003年8月2日石林县强对流冰雹天气过程是强大的辐合抬升,高能高湿的不稳定条件所造成。回波分析表明,此次冰雹天气过程出现了两种典型的雹云,即合并型雹云和传播型雹云。本文对这两类雹云回波的速度场、强度场和VIL值的特征量进行了详细分析。     

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。     

利用气象数值产品研究冰雹的短期预报

利用黔西南州历史降雹日的数值产品格点资料,通过相似分析建立5种类型降雹天气的数值格点样本,当每天实时数值预报产品格点资料到达后,计算机自动计算它们与降雹样本相似距离,如达到冰雹预报指标,则筛选出最相似历史降雹个例作为冰雹预报输出。     

滇西北高原一次暴雨过程诊断分析

利用常规资料、自动站降水资料和卫星云图资料分析了2014云南省丽江市首场区域性暴雨过程。结果表明此次过程是高空槽东移引导弱冷空气南下,同时受500 h Pa两高辐合区和700 h Pa切变线共同影响所致;孟加拉湾水汽为此次暴雨过程的主要水汽来源,同时强水汽辐合中心的存在和移动过程经过丽江是此次区域性暴雨形成的主要特征;强降水时段低层辐合高层辐散且有强烈的斜压上升运动;中尺度对流云团的合并及加强,TBB值小于220 K是此次强降水的一个特征。     

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。     

VIL产品在广西冰雹云识别和人工防雹中的应用

利用广西2009-2010年3-5月降雹样本资料和新一代天气雷达垂直累积液态含水量(VIL)产品,统计分析广西冰雹云VIL变化特征,结果显示:广西冰雹云的VIL整体呈现明显的阶段性变化特征,识别指标为VIL≥43 kg/m2,降雹前VIL出现明显的跃增,一个体扫时间VIL跃增值≥5 kg/m2.冰雹云VIL值越大则产生的降雹直径也可能越大,VIL产品在人工防雹作业冰雹云识别、作业时机、作业用弹量等方面均有较好的指导作用.     

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.     

应用雷达回波分析云南省文山州对流云阵性降水

利用文山多普勒天气雷达回波资料,对文山州及周边地区对流云阵性降水的特征进行研究,这对掌握中小尺度天气系统的产生、灾害性天气的识别具有代表性的意义。