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...     

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。     

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。     

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。     

“6?13”强冰雹天气雷达特征分析及对农业的影响

为了找寻冰雹天气发生的原因及对农业的影响,利用多普勒雷达的反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量(VIL)等产品,结合高低空环流形势及地面资料,对发生在长治市2016 年6 月13 日的强冰雹天气过程进行分析。结果表明：（1）此次冰雹天气是由高空冷槽和与地面暖低压共同作用结果;（2）强回波与三体散射(TBSS)对提前预报强冰雹有较好的指示意义;速度场的辐合辐散可以判断回波未来发展趋势,增强预判准确性;当TBSS出现一定的持续性时,TBSS可以作为强冰雹预警的辅助指标;VIL是判别冰雹的有效工具之一,且对冰雹的预报有较好的指示作用;（3）加强冰雹监测,通过及时的“点”监测,实现“面”预警,是减少冰雹对农业生产造成灾害的一种有效的补充手段。     

长治市一次强冰雹天气雷达特征分析及对农业的影响

为了找寻冰雹天气发生的原因及对农业的影响,利用多普勒雷达的反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量(VIL)等产品,结合高低空环流形势及地面资料,对发生在长治市2016年6月13日的强冰雹天气过程进行分析。结果表明:(1)此次冰雹天气是由高空冷槽和与地面暖低压共同作用结果;(2)强回波与三体散射(TBSS)对提前预报强冰雹有较好的指示意义;速度场的辐合辐散可以判断回波未来发展趋势,增强预判准确性;当TBSS出现一定的持续性时,TBSS可以作为强冰雹预警的辅助指标;VIL是判别冰雹的有效工具之一,且对冰雹的预报有较好的指示作用;(3)加强冰雹监测,通过及时的"点"监测,实现"面"预警,是减少冰雹对农业生产造成灾害的一种有效的补充手段。     

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。     

第七师垦区雹云特征及预警信息化措施的研究

利用"XDR-X"型711数字化天气雷达1991—2014年24年的雷达回波资料、Tlog-p图和Y模式分析研究第七师垦区冰雹云路径分布变化,结果显示,冰雹天气在不同月份发生的概率统计、雹云变化情况和K、SI指数指标与降雹相关性较好,采用新技术新方法研究夏季冰雹防灾减灾效果,是提高区域防雹减灾能力,最大程度避免或减轻冰雹灾害的基础工作。     

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。     

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。     

2015年5月晋豫强降雹过程的诊断分析

从天气背景入手,结合多普勒雷达资料,分析2015年5月6日天气形势。结果发现：（1）此次过程主要为东北冷涡型,低层切变配合上干下湿不稳定层结,导致从西北地区来的对流云团到晋豫两省境内上空不断加强发展,最终形成飑线型风暴。（2）大气层结的不稳定性在K指数、CAPE值、SI指数、强的垂直风切变、近地面逆温层等方面均表现明显,0和-20℃层高度也有利于冰雹的产生。同时冷暖平流的垂直结构使得大气层结变得更不稳定。（3）>60 dBz强回波中心先后以“弓状回波—飑线—横倒着的“人”字型回波—飑线”的形式演变,“人”字型的顶端位置对流发展最为旺盛。（4）此次过程为飑线型的风暴群。沿着雷达方向上有非常明显的“V”型缺口和三体散射,三体散射前后持续约2 h,回波特征为低层弱回波区上空的强回波悬垂。（5）回波顶高持续在11 km以上且范围大。此次过程是多个超级单体风暴组成的风暴群,强度大、面积广、持续时间长,在历史上实属罕见。     

天柱山2011.7.23特大雷电灾害天气动力学分析

为了提高雷电灾害天气预报能力,服务天柱山旅游业。运用安徽省天柱山气象站地面观测气象资料、合肥多普勒天气雷达回波资料和美国NCEP全球分析FNL资料,对2011年7月23日天柱山特大雷电灾害天气过程进行了详细的分析。结果表明,环流特征为测站上空受槽前西南气流及低层较强的暖平流影响,贴地层在西太平洋伸向内陆的热带低压环流内,200 hPa为副热带西风急流。1000~ 700 hPa假相当位温随高度减小近10℃,在T-lnp图上抬升凝结高度和自由对流高度接近1000 hPa高度上,平衡高度伸至200~300 hPa之间,对流有效位能为2058 J/kg,而对流抑制能量在300 hPa以上。14时低层气温和比湿增量大于中高层,表明气层稳定度减小。低层为湿层并有湿舌从东北方向伸向测站,测站位于舌尖端;中高层为干层覆盖,这种湿度垂直分布非常有利雷暴出现。雷暴在雷达回波图上具有明显特征。     

海南省农业抗旱火箭增雨作业效果评估技术研究

为对海南旱季空中云水资源进行有效利用和开发,增大地面降雨量,缓解旱情,通过科学的效果检验验证和分析研究,找出针对海南典型云系的统计检验和物理检验最佳结合的非随机化效果检验方法。通过相似离度判别法用软件自动选取对比云进行效果评估,具体分析了海南省西部农业抗旱火箭增雨作业每个点对流单体的催化效果,对于无对流单体的区域采用非随机化区域对比分析方法评估。二者结果对比发现,在回波顶高方面,对流单体的催化统计效果更好,在液态水含量增大方面,区域对比的催化统计效果显著。其雷达回波各参量之差曲线图,可以通过斜率的变化来清楚的判定目标云的增长趋势,也可判定对比云的消亡时间。从整体而言,虽然二者的分析方法和分析对象不同,但其可以互相补充,互相论证,极大的提高了海南本地化增雨效果的准确性。     

浙江一次副高边缘强对流天气过程分析

为进一步探究浙江强对流天气的成因,提升气象为农服务能力,利用常规观测资料、NCEP再分析资料及多普勒天气雷达资料等分析了2017 年8 月17 日浙江发生的一次大范围大风及冰雹天气过程,结果表明：（1）此次强对流天气过程产生于弱对流条件下,高空槽东移、西南气流增强改善了动力条件、热力条件和水汽条件,加强了不稳定层结;局地热对流、低层切变和地面辐合线为触发条件。（2）雷达垂直积分含水量密度是产生冰雹的一个重要指标,浙江本地VIL/ET≥3.9 时产生冰雹概率极大。（3）雷暴回波质心快速下降标志着大风天气的产生。雷暴后侧较干入流急流利于系统的发展加强,形成飑线。雷暴单体减弱后的大片层状降水回波长时间维持是强降水的主要成因。（4）大风天气爆发主要有2 个阶段,一是由飑线东移造成,二是飑线减弱后的单体风暴入海增强造成。飑线内部的弱中气旋是造成杭州湾沿岸大风的主要成因之一。飑线减弱后入海增强可能为海陆热力性质差异导致。     

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。     

风廓线雷达资料在沈阳冰雹天气过程中的分析应用

本文利用风廓线雷达的基本产品、Micaps实况资料和区域自动站资料,对沈阳城区发生的一次冰雹天气过程进行分析,结果表明：此次冰雹是在冷涡背景下,高空存在横槽、逆温,触发的局地的强对流天气过程。降雹前高空由西北风转为偏西风,预示着横槽的到来,风廓线雷达对冷空气侵入的判别提前于常规观测资料。1000 m以下水平风的变化与降雹时间及强度有较好的对应。高空水平风速≥12 m/s的风速带在降雹前1h达到峰值。高空急流区在冰雹发生前20~25min出现急流动量下传,为冰雹的产生提供动力条件。降雹阶段探测高度明显增加,主要是由于空气湿度增大和高层存在大量冰晶粒子所致。冰雹过程中,冰晶粒子主要集中在1900 m以下。降雹前25min垂直风切变增大,并在降雹前20min达到极值,垂直风切变的变化与急流的变化相对应。垂直速度达到极值对应的并不是降雹的开始,低层信噪比＞60 dB,对应降雹开始,信噪比对于冰雹的敏感程度比垂直速度高。垂直速度大于4 m/s与降水的开始、结束时间有着很好的对应关系。