CINRAD雷达与车辆智能监控系统指挥防雹减灾新技术的应用

利用CINRAD新一代天气雷达对第七师垦区对流作业天气条件进行连续监测,对雷达产品资料进行收集、归纳和分析,提高雷达识别冰雹的准确率,同时,针对七师垦区对流单体、弱多单体风暴、多单体风暴和超级单体的弱回波区(BWER)、垂直风切变、液态含水量等雷达回波的特征,研究冰雹的发生期、酝酿期、跃增期、降雹期和消亡期的各个时期的特点。根据雹云不同时期,利用GPS车辆智能监控系统合理指挥作业车辆,合理布局地面作业催化网络,以云顶高度、负温区厚度以及风向、风速、云内温度分布等云内物理条件,选择作业高度、作业部位和作业时机,将雹灾带来的灾害降到最低。     

基于配料法的葫芦岛市强冰雹天气分析

旨在应用配料法和多种观测资料对冰雹天气进行分析,以提高强对流预报准确率。采用基于构成要素的预报方法(配料法),综合使用常规观测资料、风廓线资料、多普勒天气雷达资料等,对2015年6月1日下午发生在葫芦岛地区的以冰雹为主的强对流天气进行分析。结果表明:辽宁处于东北冷涡控制下,高空急流,低层切变;午后地面升温,大气边界层充分混合,具有较强的不稳定条件;低层水汽幅合,强烈的深层垂直风切变,有利于高度组织化的超级单体风暴产生和发展。辽宁西部的探空特征影响显著,对午后天气变化有一定的指示意义。合理利用"配料法"的预报思路,结合常规观测资料,运用雷达外推产品,可以把冰雹预报时间提前数小时。     

冰雹云的雷达回波结构特征分析

利用新一代多普勒天气雷达资料,通过对石河子垦区冰雹天气的雷达回波特征进行统计分析,研究了冰雹云和雷雨云的类型判别的雷达参数指标。(1)根据冰雹云降雹特征,统计出石河子垦区产生降雹最多的是多单体雹云,其次是单体雹云,强单体雹云最少。(2)30 dBz回波的形状、大小、强弱和面积变率是判识冰雹云的重要手段。通过计算30 dBz回波面积的单位时间面积的变化数值,可以较好地判识是否为雹云。(3)降雹的大小与回波强度、回波顶高度、强回波的范围成正比。垂直累积液态水含量最小值是否陡增,是判识冰雹云和雷雨云的重要方法。(4)各类雹云在初期和发展阶段,回波的各项特征参数均出现了明显的变化,回波强度、回波顶高、强中心高度、垂直累积液态水含量等均表现为跃增,出现逆风区,强度和范围会迅速增大,风向突变,这些特征是冰雹云类型分析的判别指标。     

辽宁地区分级冰雹天气逐月物理参量特征与雷达回波分析

[目的]为了研究辽宁地区不同等级冰雹发生时的环境场特征,寻找致雹物理参量特征及雷达临近预警指标,[方法]利用辽宁地区2006-2015年常规地面气象观测资料、美国国家环境预报中心NCEP/FNL (1°×1°)以及辽宁省内新一代多普勒天气雷达资料,详细分析并归纳了辽宁地区降雹时间内的物理参数特征及雷达回波指标。[结果]结果表明：冰雹天气发生时水汽条件表现为整层大气可降水量随着冰雹等级增大而增大,850 hPa和500 hPa温度差在各等级之间不明显,均值大于24℃,0~6 km垂直风切变明显高于正常日。特征层高度在6、7月高于5、8、9月,红色级别特征层高度略低于其他级别。雷达特征表现为随着冰雹等级增大,回波中心强度、液态水含量及回波顶高都增加,[结论]其中液态水含量、回波顶高在红色冰雹发生时分别可以达到60 kg/m2和14 km,上述两项指标在短临预报预警中判别冰雹等级具有一定的指导意义。     

沈阳一次强冰雹天气中尺度特征分析

为了研究沈阳地区局地强雹暴的中尺度特征,寻找致雹物理参量特征及雷达临近预警指标,利用辽宁省常规观测资料、新一代多普勒天气雷达资料、LN-LAPS同化系统资料等,从热力、动力条件、雷达回波PPI和反射率因子垂直结构等方面,分析了2017年9月22日上午沈阳一次冰雹过程。结果表明：雹暴发生在东北冷涡背景下,条件不稳定和水汽含量大的湿润环境中,近地面风场辐合,高空反气旋辐散。雷达资料显示,降雹前有回波悬垂特征,同化的雷达资料分析场能揭示冰雹事件较精细的垂直结构,对冰雹中小尺度系统有较强的解释应用能力。     

青海省东部农业区一次防雹个例分析

利用形势场、地面图和物理量场等资料对2015年7月13日青海省门源县冰雹天气进行诊断分析,用雷达对作业前后冰雹云的特征量分析来判断人工防雹作业的效果。结果表明:此次门源县的冰雹发生在高温、高湿及强的垂直风切变的环境下;闪电最大频次出现在降雹时间段内,正好处于强回波发展旺盛的阶段,负闪明显多于正闪;炮击雹云后雷达回波顶高下降,回波强度减弱,垂直液态水含量(VIL)45 kg/m~2范围逐渐变小。     

2015年5月山西中南部一次飑线天气过程分析

为了研究飑线带来的强对流天气发生发展的特点,为日后此类天气的预报工作提取可利用的预报指标,利用稠密气象观测资料,对山西中南部一次飑线造成的雷雨大风和冰雹天气过程进行了分析。结果发现：这次飑线过程发生在高空冷涡与地面倒槽相配合的不稳定大气环境下。飑线的发生、发展与地面中尺度辐合线密切相关,强对流天气区有地面中尺度辐合线配合,并表现出了气压陡增、温度骤降、风速变大的飑线天气特征,垂直结构表现为高层冷平流叠加在低层暖平流之上,垂直风切变很大,湿度层结下湿上干,低层湿空气很薄,中高层干燥,这种层结特征决定了这次飑线过程以雷雨大风和冰雹天气为主。在雷达拼图上也表现出了明显的飑线弓形回波特征。     

石河子垦区沙漠边缘地带冰雹天气的天气背景及物理量场特征

本文利用新疆石河子垦区沙漠边缘地带2005-2015年冰雹天气的MICAPS常规资料、探空资料、地面资料等资料,对2005-2015年发生在石河子垦区沙漠边缘地带25次冰雹天气的天气背景、物理场参数进行统计分析,得出:(1)石河子垦区沙漠边缘地带冰雹天气的天气背景主要有乌拉尔山东部低槽型、横槽型、前倾槽型、过境槽型;(2)冰雹天气的物理量参数特征为:θ_(se)(850~500)≥1.2℃,T(850~500)≥30℃,K指数≥26℃,沙氏稳定度指数(SI)≤1.2℃,低层(850 hPa)到高层(200hPa)垂直风切变值≥1.3m·s~(-1)·km~(-1),春季0℃层高度为2700m,-20℃层高度为5 390 m,夏季0℃层高度为3 700 m,-20℃层高度为6 596 m,为石河子垦区沙漠边缘地带的冰雹天气的预警提供了依据。     

关中北部冰雹天气环境参量及雷达特征预警指标

为了提高当地冰雹预报预警及防御能力，利用地面气象观测资料、探空和双偏振雷达资料，分析2011—2020年关中北部的冰雹个例，总结冰雹天气环境发生的参量预报预警指标和雷达识别特征。结果表明：关中北部冰雹集中发生在5—8月，且6月和7月为高发时段；具有明显日变化特征，主要发生时段为14:00—18:00。暖季降雹的不稳定条件预警指标为K指数≥25.0℃，850 hPa和500 hPa的温差≥25.3℃，沙氏指数≤-1.1℃；能量条件预警指标为对流有效位能≥562 J/kg；水汽条件预警指标为500 hPa温度露点差≥9.0℃；垂直风切变预警指标为0～6 km深层风垂直切变≥7.3 m/s或0～3 km低层风垂直切变≥4.3 m/s；特殊层高度预警指标为0℃层和-20℃层高度分别为3.4～4.0 km和7.2～8.1 km。双偏振雷达识别特征预警指标为回波强度超过53 dBz，回波顶高超过10 km，回波悬垂高度超过1.8 km，且出现三体散射长钉，长钉长度超过5.2 km；速度场上低层有辐合，辐合强度超过10.5 m/s；垂直液态水含量VIL最大值高于15 kg/m²...     

广西一次强冰雹天气诊断和预警特征分析

为了提升冰雹天气的短时临近预报和预警服务水平,本研究利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及多普勒雷达资料,对广西2013年一次强冰雹天气过程的环境条件和雷达回波结构特征进行分析。结果表明：500 hPa高原槽和南支槽、低层切变线以及地面冷锋是此次强对流天气的影响系统。高空槽前正涡度平流、0~6 km强垂直风切变、较强的大气层结不稳定度、0℃层和-20℃层高度都有利于大冰雹的产生,强对流风暴发生在水汽强辐合区中。产生大冰雹的对流风暴为典型的超级单体风暴,具有低层钩状回波、有界弱回波区、三体散射(TBSS)及持久深厚的中气旋等特征。显著的三体散射回波、60 dBz回波持续扩展到-20℃层高度以上、风暴顶强辐散这些判据可作为判别强冰雹的雷达特征指标。     

2013年山西5次典型强对流天气分析

为了更好地为农业生产预防冰雹、减少灾害损失提供有效的气象预报服务,本研究利用多种气象观测资料,对2013年5次典型强对流天气进行了综合分析。结果表明：（1）冰雹发生在高能、高湿以及较强抬升条件的有利天气背景下,大尺度强迫抬升、低层中尺度露点锋和地面辐合线是强对流天气的重要触发机制。（2）冰雹极易发生在午后SI明显减小,Ki指数、500 hPa与850 hPa温差以及CAPE明显增大,同时垂直风切变较大、0℃和-20℃层高度分别在600 hPa和400 hPa左右的情况下,湿度条件较好时会伴随短时强降水天气,强气流控制下常伴随雷暴大风。（3）冰雹常出现在对流云团成熟时、TBB等值线梯度最大值东南侧,且组合反射率因子强度＞55 dBZ的对流单体内。（4）地面温度异常变化、气压梯度较大、风向顺时针旋转及风速极值同时出现可视为强对流天气发生前的一种信号。     

山东潍坊地区的一次大风冰雹强对流天气分析

为了更好地研究潍坊地区强对流天气的发生发展机制及特点,减少大风冰雹等灾害性天气带来的危害,为日后的春夏季节强对流天气预报工作提取可利用的预报指标,提高预报准确率,特对此次强对流天气过程进行诊断分析。本文利用常规气象资料进行剖面和探空分析,同时结合雷达和卫星云图等短时临近数值预报产品进行成因分析,得出此种强对流天气的发生特点和类型。结果表明,此次强对流天气的产生的重要原因是东北冷涡东移过程中分列出的高空槽。冰雹发生在2日的下午,此时低层升温明显,能量充足。前倾结构的高空槽使高层干冷空气叠加在低层暖湿空气上,导致不稳定层结出现,从而触发了强对流天气的发生。     

玉米粮堆横向和竖向通风性能参数的对比研究

在通风模拟装置上,通过变频器调整风机风速,改换通风箱接口位置,从而测得横向与竖向、吸出与压入4种通风方式下玉米粮堆内静压值,结果表明:玉米的单位粮层阻力使用二次函数拟合最为精确,幂函数次之;单位粮层阻力大小:竖向吸出式横向吸出式竖向压入式横向压入式,说明玉米粮堆具有各向异性;玉米粮堆的通风均匀度与粮面表观风速和粮堆厚度呈正相关,竖向通风条件下的均匀度小于横向通风。     

潍坊地区一次强冰雹天气成因分析

为了避免冰雹灾害给社会造成不必要的损失,达到防灾减灾的目的,更好地做好冰雹天气预报,笔者利用常规观测资料、雷达和FY-2E卫星TBB资料,对2012年6月初潍坊市出现的一次典型冰雹天气过程进行了成因分析。结果表明：此次冰雹天气过程发生在东北冷涡和前倾槽的环流背景下,强烈的上升运动为此次天气提供了动力条件,地面中小尺度辐合线是此次冰雹天气的触发机制。适宜的0℃层和-20℃层高度及大的环境风垂直切变有利于雹粒的增长。另外,此次天气发生在对流云团发展最旺盛的时段,位置位于大于232 K的冷云盖移动方向的前端到等温线梯度大值区附近,这对冰雹天气落区的预报有较好的指示意义。