多普勒雷达回波在高空气象探测中的应用

在常规高空气象探测中,应用多普勒雷达回波,为高空探测前期的准备、气球净举力大小的估算、各类恶劣天气下放球时间的选择,提供了可靠有力的依据,对提高高空气象探测业务质量起到了重要作用。     

延安市降雹气候特征及雹云回波移动路径的考证

利用2005--2011年延安测站711雷达资料和降雹数据统计分析,得出延安市境内降雹以中部的宝塔区和南部的洛川为多发区．年平均降雹在6d以上;一年中降雹日主要集中在5—8月;一日中降雹主要发生在14—20时;7月是大范围区域性降雹、连续性降雹过程高发期。对延安市雹云回波产生的环境进行了分析研究,得出了延安市雹云产生的主要源地为白于山、子午岭和黄龙山南。降雹日延安上空500、700hPa为一致西北风,此型占总降雹日的80％。对强对流单体移动传播规律进行分析研究,总结出了强对流单体移动传播的5条主要路径。     

Kinematic features of a bow echo in southern China observed with doppler radar

A bow echo is a type of mesoscale convective phenomenon that often induces extreme weather and appears with strong reflectivity on radar images. A strong bow echo that developed from a supercell was observed over Foshan City in southern China on 17 April 2011. The intense gusty winds and showers caused huge losses of property and severely affected human lives. This paper presents an analysis of this strong meso- n-scale convective system based on Doppler radar observations. The isolated bow echo exhibited a horizontal scale of about 80 km in terms of reflectivity above 40 dBZ, and a life span of 8 hours. The system originated from the merging of a couple of weakly organized cells in a shear line, and developed into an arch shape as it moved through the shear zone. Sufficient surface moisture supply ensured the convective instability and development of the bow echo. The low-altitude winds retrieved from single Doppler radar observations showed an obvious rear-inflow jet along the notch area. Different from the conventional definition, no book- end anticyclone was observed throughout the life cycle. Very strong slantwise updrafts and downdrafts were recognizable from the retrieved winds, even though the spatial scale of the bow echo was small. Strong winds and induced damage on the surface are considered to have been caused by the mid-level rear-inflow jet and intense convective downdrafts.     

雷暴大风环境特征及其对风暴结构影响的对比研究

2009年6月3日,受冷涡后部次天气尺度横槽的影响,在相邻的两个区域先后出现雷暴大风天气,造成两地强风的风暴类型、地面大风分布及灾害程度差异显著。风暴结构分析表明:产生晋陕大风的雷暴类型为一般单体风暴和脉冲风暴,而产生商丘致灾大风的则为典型的弓形回波。结合观测和数值模拟资料分析产生上述两类雷暴大风的环境要素,并构建其环境温、湿度廓线,结果表明:(1)晋陕大风区环境探空温、湿度廓线呈倒V形,为典型的干下击暴流探空廓线,类似探空在中国西部高原地区夏季常见;(2)商丘雷暴大风区环境温、湿度廓线类似典型湿下击暴流探空。数值模拟给出了典型的一般单体特征结构,老雷暴单体出流在其前方触发新单体。在中低层相对干的环境下多个对流单体的冷下沉形成冷池,强风由对流单体下沉辐散气流叠加在冷池密度流上造成。两类雷暴大风环境风垂直切变特点为:深层环境风垂直切变较弱、强水平风垂直切变集中在中低层。数值模拟表明:在这种风垂直切变配置下,低层湿度成为风暴结构的决定因素:中-高湿度环境下形成高度组织化的飑线,且其单体具有较强中层旋转;低湿度环境下产生组织程度差的一般单体和脉冲风暴,并基于高分辨率数值模式模拟结果给出了环境影响风暴结构的物理图像。     

一次副热带高压控制龙卷雷达回波特征分析

利用江西WebGIS雷达拼图、单部雷达产品、常规天气、自动站和探空等资料,采用雷达气象学、天气学和中尺度分析等方法,对2020年8月21日江西省九江市都昌县出现的一次龙卷过程进行分析,结果表明：(1)龙卷发生在江西副热带高压(简称“副高”)控制下,地面温度锋区和湿度锋区为对流发生提供动力、热力和湿度梯度条件。(1)龙卷发生前,回波合并排列成短带;龙卷发生时,短带回波南端转为向南延伸发展,强回波边缘陡直,呈狭窄短带形态;60 dBZ强回波中心位于狭窄短带回波后部,都昌县龙卷产生在强回波之中。(3)龙卷回波速度场正负速度对明显,辐合较强,正负速度差值可达20 m·s^-1;低仰角正速度区面积较大,高仰角正速度面积减小。(4)反射率因子垂直剖面RCS(Reflectivity Cross Section)图上,强回波顶高在7 km以下;径向速度垂直剖面VCS(Velocity Cross Section)图上,具有速度辐合结构,达到弱切变标准。     

甘南高原\

为准确应用旁瓣回波作强冰雹预警,对湘西北地区5次强冰雹过程中9个风暴单体被观测到的159次旁瓣回波样本进行统计分析,并系统总结旁瓣回波的雷达产品图像特征和探讨影响旁瓣回波观测的主要原因,深入研究旁瓣回波随强度与空间的分布特征。结果表明：⑴产生旁瓣回波的风暴核最小反射率因子强度为60 dBz,其强度是能否产生旁瓣回波的决定因素,强度越强,越易产生旁瓣回波且特征越明显,旁瓣回波的面积与60 dBz以上的风暴核面积和强度成正比,旁瓣回波中心强度、最大值强度与相应的风暴核最大值强度相关性分别可达0.86和0.92。（2）旁瓣回波在高度4 km左右、仰角3.4°、距离75 km左右出现频次达到峰值,风暴核回波强度的垂直分布特点是造成这种分布特征的主要影响因素。（3）旁瓣回波在270 °-360°方位区间出现频次最多,具有明显的方位分布特点,强风暴单体的生成源地及其路径决定旁瓣回波的方位分布。（4）旁瓣回波分布在风暴核切向方向梯度大值区一侧,另一侧由于存在真实回波,导致旁瓣回波特征被真实回波覆盖而不易被观测到。（5）旁瓣回波特征可以作为S波段天气雷达强冰雹预报预警的充分条件。

     

C波段多普勒雷达观测暴雨灾害过程的分析

本文通过对2005年6月29~30日成都地区一次西太平洋副热带高压影响的暴雨天气过程的常规气象资料和位于凤凰山C波段多普勒天气雷达观测资料的分析, 重点从多普勒雷达反射率因子 (Z) 、径向速度 (V) 、速度谱宽 (W) 和垂直累积含水量 (VIL) 出发, 归纳出对成都地区暴雨灾害短临预报应用具有一定参考价值的回波特征指标, 提高和改善该地区暴雨灾害的监测和预警能力。     

喀什地区“8.11”冰雹过程雷达探测分析

利用常规气象探测资料和多普勒天气雷达产品,对 2011年 8月 11 日在喀什发生的一强冰雹天气过程,从天气形势、雷达回波演变特征等几个方面进行了综合分析。结果表明: 这次冰雹天气出现在对流不稳定层结条件下,0 ℃层和 －20 ℃层的高度适宜。多普勒雷达能很好地监测冰雹天气的发生发展演变过程,＞ 70 dBZ 强回波区和悬垂结构及逆风区的出现,垂直累积液态含水量( VIL) 增加等都对冰雹天气的出现具有指示意义,对今后的防雹减灾工作有较好的应用价值。     

暴雨和中尺度气象学问题

目前人们对超级单体云团降水回波结构的认知仍有限。本文采用GPM (Global Precipitation Measurement) 卫星搭载的测雨雷达DPR (Dual-frequency Precipitation Radar)和微波成像仪GMI (GPM Microwave Imager)的探测结果,结合FY-4A静止卫星多通道扫描成像辐射计(AGRI)的热红外10.8 μm通道观测结果、探空站的温湿风观测结果及欧洲天气预报中心再分析数据,利用雷达回波剖面和回波反射率因子概率密度随高度分布的方法,分析了2018年5月重庆地区超级单体云团的降水结构特征。结果表明：该超级单体云团由西北向东南运动的冷空气与暖湿空气交汇而引发;超级单体云团内存在对流降水和层状降水等次尺度系统;强降水区位于云贵高原与四川盆地交界处至盆地的西南部;超级单体暴雨云中冰相粒子多;对流降水的回波顶高度超过12 km,且最大回波强度多数位于地面上空4-5 km;对流降水比层状降水拥有更高的降水粒子浓度,而粒子大小却小于后者;对流降水的粒子尺度随着高度下降而明显增大,反映了其明显碰并增长过程。

     

奎玛流域两次冰雹天气成因分析

利用常规气象观测、区域自动站、多普勒雷达和 NCEP1毅伊1毅再分析、ECWMF 细网格 模式等多源资料,对比分析了 2013 年 6 月 11 日和 2017 年 6 月 18 日发生在奎玛流域的两次冰雹过程。分析发现：两次过程环流背景和冷空气影响路径不同“,6·11”过程发生在西西伯利亚低槽底部锋区上短波东移背景下,回波自西西北向东东南移动; “6·18”过程发生在西伯利亚高压脊内中纬度西风带上短波槽沿天山北坡东移背景下,回波为偏西路径。两次过程也有很多相同点,低仰角径向速度的辐合区都对应高仰角的辐散区,降雹前 40 min 内 VIL 和 VILD 明显增大;大气层结维持了对流性不稳定状态;K 指数增大、SI 指数减小,且对流有效位能均增大,抬升指数 LI 降为负数,表明降雹前大气层结不稳定度增强;700 hPa 水汽条件都较好; “6·11”和“6·18”过程都是初始对流沿地面辐合线生成、发展,雹云单体在地面小尺度辐合中心附近生成。