桂林地区冰雹天气分析及预报研究

[目的]研究桂林地区冰雹天气及其预报方法。[方法]针对桂林地区的冰雹发生情况,结合桂林新一代多普勒天气雷达的观测资料,总结分析影响桂林地区冰雹的天气形势和雷达回波特征,探索冰雹天气的短时临近预报方法。[结果]桂林地区每年都会出现1～2次冰雹,冰雹发生受地形影响明显,地理分布极不均匀;时间分布比较集中,主要发生在春季,且多发生在下午到傍晚时分。新一代多普勒天气雷达探测冰雹十分有效,桂林地区冰雹的回波单体强度≥50 dBz,回波顶高≥10 km,垂直液态水含量≥40 kg/m2,常配合有中气旋,冰雹很强的时候,还会出现三体散射特征。冰雹的预报以短时临近预报为主。[结论]该研究为冰雹的预报、人工消雹和减灾防灾工作提供参考。     

广东省一次强对流天气分析

[目的]研究广东省一次强对流天气过程。[方法]利用常规气象观测资料和多普勒雷达资料,着重从天气形势、物理量场及雷达回波等方面,对2011年4月17日广东省一次强对流天气过程的发生发展、触发机制、环流特征、雷达回波演变结构进行诊断分析,并探讨了此次过程预报预警服务存在的问题及对策。[结果]锋前气流涡旋、切变线附近的辐合涡旋是这次超级单体的触发因子;850和500hPa明显的西南气流为超级单体的发展提供了有利的水汽条件;逆温层的存在与多地区出现冰雹有很大的关系。进一步证明了超级单体初生地在广西柳州附近是珠江三角洲地区东移系统中的一种;此次强对流天气过程中的超级单体初生时为活跃的多个小对流单体紧密组合,发展期≥50 dBz的回波合并成单一的块状,成熟期强反射回波区明显逆转,移向沿西江河谷走,过了肇庆东北山地进入平原时移速明显加快;该超级单体成熟期时间约2 h左右。[结论]该研究为今后类似的天气过程提供可靠的预报依据,以及为预警服务系统的建设提供可行性的论据。     

临沂地区一次冰雹过程的中尺度特征分析

[目的]研究临沂地区一次冰雹过程的中尺度特征。[方法]综合利用MICAPS常规观测数据、地面加密自动站、MM5模式产品及多普勒天气雷达资料等观测资料,分析了2010年5月30日发生在山东半岛及鲁东南地区的一次强对流冰雹天气过程,探讨此次强对流天气发生的环流背景、物理机制以及中小尺度系统特征,并从中找出一些这类天气发生、发展的规律。[结果]此次强对流天气主要是受冷涡横槽的影响;高空西北气流、低空西南气流以及高空干冷、低层暖湿,加上前倾槽的配置,从而产生强对流天气。雷达回波分析表明,此次过程雷达回波属于典型的多单体风暴回波,强回波区位于回波最前沿,对流发展最剧烈时回波强度达65 dBz,回波顶高超过11km,且伴随风暴单体的发展,不断有垂直液态水含量产品大值区跳跃性生消,并存在明显的弱回波区;风暴单体随着降水系统向东南方向移动,在单体移动方向的右前侧表现出钩状回波特征。分析冰雹天气发生前后不同仰角上径向速度场的演变特征发现,径向速度场在冰雹天气发生前有一些预兆性的变化。用多普勒雷达产品改进MM5模式的初始场,可以一定程度上改善预报效果,提高短时、临近预报的准确度。[结论]该研究为今后强对流天气的短时、临近预报工作积累了经验。     

沈阳“8·21”罕见冰雹防雹天气预警再分析

[目的]分析2011年8月21日18:30～19:30期间发生的冰雹天气。[方法]利用NCEP 6 h再分析资料、Micaps资料、FY-2卫星云图资料,对2011年8月21日18:30～19:30期间发生的冰雹天气的天气形势场、冰雹特征气象要素场和卫星云图进行再分析,探讨此次冰雹的天气成因及冰雹云的云图特征,总结如何从实况天气资料及数值预报产品进行防雹天气预警分析。[结果]此次冰雹天气的发生发展过程,高空500 hPa冷涡是背景天气系统,低空850 hPa暖舌和地面风切变是形成强对流冰雹云的必要条件;分析尽早时次的天气图,可以从天气系统的机理方面分析天气的发生原因,并能尽早地发出天气预警;利用数值预报产品分析冰雹特征气象要素场,可以更进一步地分析并精确地预测冰雹发生的概率、时间以及范围;而红外卫星云图对于对流旺盛的冰雹云的监测更准确,特征更明显,可以更直观地预测冰雹天气的发生。[结论]该研究为今后类似的冰雹天气提供防雹预警经验。     

青藏高原东北侧一次超级单体雹暴的多普勒雷达资料分析

[目的]分析青藏高原东北侧2010年9月6日发生在兰州市中川机场的一次由超级单体形成的雹暴过程的多普勒雷达资料。[方法]从常规资料和雷达资料两方面对2010年9月6日发生在兰州市中川机场附近的低涡切变线型、超级单体形成的雹暴过程加以分析,其中主要运用多普勒雷达的基本产品和二次产品对这次过程中出现的诸多表征强对流天气的特点进行分析,探讨此次过程的一些特征。[结果]这是一次由中高层500 hPa的冷涡中脱离的一小股冷空气提供冲击力,低层700 hPa的暖式切变线供应水汽和能量,且在高空有急流配合的强对流天气过程;这种长达10 min降雹的天气现象在西北干旱地区较为罕见。此次过程强对流的特征明显,具有较好的典型性;阵风锋现象没有以窄带回波的形式表现出来,但以另外一种＂强锲入＂的方式展现;此次过程有界弱回波区（BWER）和中尺度气旋特征均十分明显,且这是一次典型的超级单体导致的雹暴过程。[结论]该研究为预报兰州市中川机场的强对流天气提供一些有益的借鉴。     

一次强风暴过程的雷达回波特征分析

[目的]分析2007年7月23日发生在长沙市境内的一次冰雹天气过程,为冰雹大风的短时临近预报提供基础。[方法]系统地分析雷暴和强对流天气产生的环境条件,并运用新一代天气雷达产品资料,揭示强风暴在不同的雷达产品中的一些特征。[结果]风暴低层前侧有入流缺口和有界弱回波区（BWER）、高层具有强回波悬垂结构、强回波区有中气旋（M）、风暴发展阶段垂直液态含水量VIL出现跃增。[结论]新一代雷达对超级单体风暴类天气的监测和分析更为精细。     

冰雹与对流性强降水天气的物理量和雷达参数对比分析(英文)

[目的]分析冰雹与对流性强降水天气的物理量和雷达参数。[方法]利用2002～2008年济南雷达资料结合探空资料对降雹和强降水天气的物理量和雷达参数特征进行对比分析。[结果]SI愈小愈有利于降雹天气生成,K>35℃时产生强降水天气的概率明显增加,K<20℃时强降水天气产生概率明显降低。CAPE值大于1500J/KG时,产生冰雹天气的概率明显减小,而产生强降水的概率明显增加。当风切变小于5m/s时产生冰雹单体的概率较小,风切变大于20m/s时产生冰雹天气的概率很大。冰雹单体雷达预报指标:VIL值达到35kg/m2(5月)、43kg/m2(6、7月),单体高度大于9km,最大反射率因子大于60dBz,强中心高度达到3.3km(5月),4.3km(6月),5.5km(7月);强降水单体VIL值最大一般在25kg/m2以下。[结论]为暴雨和冰雹的预测提供依据。     

Reanalysis on Hail Suppression Weather Prewarning of the "8.21" Rare Hall in Shenyang

[目的]分析2011年8月21日18:30～19:30期间发生的冰雹天气.[方法]利用NCEP6 h再分析资料、Micaps资料、FY-2卫星云图资料,对2011年8月21日18:30 ～19:30期间发生的冰雹天气的天气形势场、冰雹特征气象要素场和卫星云图进行再分析,探讨此次冰雹的天气成因及冰雹云的云图特征,总结如何从实况天气资料及数值预报产品进行防雹天气预警分析.[结果]此次冰雹天气的发生发展过程,高空500 hPa冷涡是背景天气系统,低空850 hPa暖舌和地面风切变是形成强对流冰雹云的必要条件;分析尽早时次的天气图,可以从天气系统的机理方面分析天气的发生原因,并能尽早地发出天气预警;利用数值预报产品分析冰雹特征气象要素场,可以更进一步地分析并精确地预测冰雹发生的概率、时间以及范围;而红外卫星云图对于对流旺盛的冰雹云的监测更准确,特征更明显,可以更直观地预测冰雹天气的发生.[结论]该研究为今后类似的冰雹天气提供防雹预警经验.     

临沂市冰雹气候及雷达特征分析

[目的]研究临沂市冰雹气候及其雷达特征。[方法]选取沂蒙山区中的蒙阴、沂水、临沭、苍山、临沂5站为代表站点（以下统称临沂市）,从冰雹的路径、天气形势及影响系统等方面对1965～2008年发生在各站的6月份40次冰雹天气过程进行了统计分析,研究临沂市冰雹天气过程的典型天气形势和物理结构特征;并在此基础上对2003～2008年冰雹过程进行新一代天气雷达特征统计分析,探讨该市冰雹发生的气候指标和雷达数据特征指标及雷达观测特征。[结果]影响临沂市降雹的天气系统有蒙古冷涡型、东移小槽型、西北气流冷温度槽型等。降雹前6 h地面图上山东省范围内有小低压、冷锋或风切变线（气流辐合场）,其对强对流降雹的发生、发展具有＂触发＂和＂发展＂作用。500 hPa低涡后小槽的加入一般有西部小槽补充型、涡前气流场辐散、涡后小槽南摆型3种形式。当垂直液态含水量从无或很小迅速增加至40 kg/m2以上时,有可能产生冰雹天气;不同的月份,当对流云体的回波强度〉50 dBz,初始回波高度〉5km,且其顶高和强中心高度达到一定高度时,有可能产生冰雹天气。雷达径向速度图上中尺度对流系统底层辐合高层辐散的特征表现明显,在中层1.5°和3.4°仰角上对流风暴单体垂直方向上存在剧烈的风切变。[结论]该研究为此类天气分析和预报提供一定的参考价值。     

重庆“5·6”强对流过程诊断分析

2010年5月6日凌晨重庆发生一次强对流过程,该过程造成了雷暴、冰雹和大风等强烈天气。利用常规资料、多普勒雷达资料和1°×1°NCEP再分析资料,对这次强对流过程进行诊断分析。结果表明,850 hPa暖舌和700 hPa冷空气是此次强对流天气过程的环流背景;低能舌叠加在高能舌之上,导致对流不稳定,地面中尺度锢囚锋和975 hPa辐合线的辐合上升运动触发对流不稳定能量释放,产生强对流;低层正涡度和辐合带对应的非常好,低层辐合、上层辐散有利于强对流的产生和发展;850～200 hPa有较强垂直风切变,特别是低层和高层有较强的垂直切变,中层有微弱的切变,更有利于强对流的发展和维持;雷达回波分析发现,造成重庆大风冰雹灾害的为超级单体。     

一次冰雹过程的雷达回波特征分析

利用NCEP1°×1°再分析资料和雷达资料对发生在邵阳市灵官殿镇一次强冰雹过程进行了分析。结果发现:此次冰雹发生在500hPa短波槽、700 hPa西南急流、850 hPa西南涡环境中。此次冰雹反射率因子回波典型特征就是钩状回波和有界弱回波区;冰雹发生时,高仰角出现旁瓣回波,旁瓣回波的移动方向和强度对冰雹有指示作用;雷达径向速度图上逆风区对强冰雹预报预警具有指示作用。     

山东西部连续强对流天气的多尺度资料对比分析

在常规观测资料基础上,结合NCEP再分析资料、风廓线雷达、多普勒雷达和卫星云图资料,对2016年6月13-14日山东省西部连续两次强对流天气进行分析.分析表明:(1)13日夜间对流强度较14日下午剧烈.两次强对流天气都是在高空冷涡的环流背景下产生的.高空为西北气流,低层存在暖湿平流输送,13日强对流天气由低层切变线和地面辐合线触发,14日由700 hpa弱冷空气触发.(2)强对流发生前都有一定的水汽输送和辐合,下暖湿上干冷,低层辐合,中高层辐散.0℃层高度在4000m左右,-20℃层高度在7000m附近.(3)强对流发生时雷达回波强度大于45dBZ,在1.5°仰角上雷达回波最高达60 dBZ以上,中层强回波区悬垂于低层弱回波区之上.垂直累积液态水含量(VIL)高达20 kg/m2,强回波区不断有中气旋生成.13日夜间有弓形回波,垂直累积液态水含量(VIL)高于14日.风廓线资料中强的垂直风切变和风向波动对强对流天气的发生时间有指示意义.(4)冰雹、大风等强对流天气发生在狭长的冷云区前部、对流云团前部和西南部的TBB梯度区上.     

冰雹与对流性强降水天气的物理量和雷达参数对比分析

利用2002～2006年济南雷达资料和探空资料对冰雹和强降水天气的物理量和雷达参数特征进行了对比分析。结果表明,SI愈小愈有利于降雹天气生成;K〉35℃时产生强降水天气的概率明显增加,K〈20℃时产生强降水天气的概率明显降低;CAPE值大于1 500 J/kg时,产生冰雹天气的概率明显减小,而产生强降水天气的概率明显增加;风切变小于5 m/s时产生冰雹单体的概率较小,风切变大于20 m/s时产生冰雹天气的概率较大。冰雹单体雷达预报指标为：VIL值达到35 kg/m2（5月）、43 kg/m2（6、7月）,单体高度大于9km,最大反射率因子大于60 dBz,强中心高度达到3.3 km（5月）、4.3 km（6月）、5.5 km（7月）;强降水单体的VIL值一般在25 kg/m2以下。     

多普勒雷达产品在湘南一次人工防雹作业中的应用

[目的]为探索多普勒雷达产品在人工防雹作业时机选择和作业效果分析中的作用,[方法]利用郴州站多普勒雷达产品结合高空、地面观测资料,分析了2016年3月20日发生在湘南地区的一次人工防雹作业过程,[结果]结果表明:500 hPa高空槽东移、中低空急流和切变线、地面辐合线等在湘南共同作用,为本次冰雹天气的发生提供了有利的动力、热力、水汽和不稳定条件;根据组合反射率出现超过65 dBZ的强回波、多个仰角上出现明显的三体散射及旁瓣回波特征、大于50 kg/m2的垂直积分液态含水量VIL高值区等回波特征选择作业时机;通过风暴属性特征的对比,作业前冰雹的回波特征和指标明显,作业后冰雹回波特征迅速减弱消失,说明雷暴单体(冰雹云)特征的生消演变与人工防雹作业过程非常吻合,[结论]因此,综合应用多种多普勒雷达产品对准确选择作业时机以及分析作业效果具有重要指示作用。     

2007年8月沈阳地区一次雷雨大风冰雹天气的多普勒雷达资料分析

利用沈阳CINRAD/SA多普勒天气雷达观测资料及m icaps常规资料,对2007年8月8~9日发生在沈阳的雷雨大风冰雹天气进行分析。结果表明：2007年8月8~9日的沈阳地区雷雨大风冰雹天气主要影响系统是500 hPa冷槽、850 hPa低涡切变线、西南低空急流以及地面冷锋。地面冷锋的抬升作用是该次强对流天气的触发机制;飑线出现在冷涡的西南方;与地面锋面活动有关,发生在地面冷锋前的暖区内。弓形回波发生时通常伴随着地面大风,垂直累积液态水含量（VIL）的大值区和VIL的突增现象可以指示短时暴雨、冰雹的出现。     

大连市一次冰雹天气诊断分析

利用常规气象资料和大连多普勒雷达资料,从天气背景、温度对数压力图和雷达反射率因子演变特征方面对2009年10月13日大连北部地区的冰雹天气过程进行分析。结果表明,此次冰雹天气发生在500hPa冷温槽前部,因500hPa冷槽转竖触发低层切变线而形成。冰雹发生前大气有不稳定能量和水汽输送条件。中低空切变线加剧了大气层结不稳定,促进不稳定能量的释放,产生冰雹天气,高低空急流配合为强对流发展提供了动力条件。多普勒雷达资料分析表明,强对流天气由多个对流单体组成,发展强盛时有钩状和V形缺口等特征,强回波区50～60dBz。     

一次超级单体风暴三维结构及回波特征量分析

[目的]研究2005年5月30日甘肃中部一次超级单体风暴三维结构及回波特征量。[方法]利用兰州CINRAD/CC多普勒雷达监测资料,对2005年5月30日发生在甘肃中部一次罕见的超级单体风暴三维结构特征进行分析,试图揭示青藏高原东北侧出现超级单体风暴的三维结构及其回波特征指标,以寻找这次出现罕见大冰雹的原因。[结果]这次大范围强风暴是在蒙古冷涡、低空急流、地面冷锋共同作用下造成的。主体回波发展成熟时期,在反射率因子图上,低层风暴左前方呈现明显的倒＂V＂字型结构,右后侧呈现典型的钩状、＂人＂字型回波特征;低层有界弱回波区（穹隆）与高层强回波悬垂体相对应;强反射率因子区超过60 dBz;相应的径向速度图上呈现一个弱中气旋。VIL的跃增特性可作为判断冰雹增长开始的指标之一,几乎所有VIL密度≥4.00 g/m3的风暴对于判断降大冰雹（直径≥20 mm）的可能性比VIL具有更明显的指示意义。[结论]该研究为强对流天气的临近预报和人工防雹提供参考。     

2006年7月阳泉市两次致灾冰雹天气过程分析

2006年7月山西省阳泉市出现两次致灾冰雹天气过程。分析了天气预报业务中常用的实际观测资料、卫星云图资料、太原多普勒雷达资料,尝试对同类天气的短时和临近预报进行总结,得出预报指标和可用的概念。经分析发现:夏季午后致灾冰雹发生时,当日08时是典型的降雹环流形势,500 hPa有低于-12℃的冷中心,存在高层干冷,低层暖湿的大气层结,有正的对流有效位能,本地地面总能量达到高能(≥60℃)。当对流云发展时,卫星云图上云顶亮温低于-40℃,多普勒雷达探测到回波强度在45 dBz以上,强回波(≥45dBz)高度在8 km以上,强回波面积≥15 km×15 km,对流回波发展为典型的冰雹云特征,垂直液态含水量(VIL)≥40 kg/m2,强回波对应径向速度场的逆风区(风辐合)或模糊区(风突变引起)。     

秦巴山区一次致灾冰雹过程分析

利用常规资料、多普勒雷达及自动站等资料,对秦巴山区一次致灾冰雹过程综合分析。结果表明,此次强对流天气是在高空前倾槽东移过程中产生的,中低层切变线为对流的发生提供了动力条件,地面辐合线是此次强冰雹天气的触发机制;适宜的0℃和-20℃层高度、地面暖低压和特殊的“喇叭口”地形等有利于强冰雹天气的发生;冰雹发生在低空急流左前方、高空急流出口区的左侧和地面辐合线附近。较强不稳定层结和垂直风切变是导致对流快速发展并维持的原因之一;多普勒雷达反射率因子图上对流单体中心强度大于68 dBZ且维持5个体扫,有超级单体生成;反射率因子剖面图上有有界弱回波、回波悬垂等出现;速度图上具有低层辐合和中气旋等特征;在反射率因子和速度图上均可看到三体散射;VIL跃增和骤降的时间与冰雹发生的时间相对应。     

安徽省2008年初夏1次强对流天气的分析

发生在2008年6月3日安徽江北的天气是1次受多个雷暴单体影响的强对流天气过程。通过分析常规观测、卫星云图、雷达探测和收集的灾情等,了解到这次强对流天气的大尺度环流背景、对流参数、抬升系统等。结果表明,在这次强对流发生时,地面处于暖低压内,高空东北冷涡有弱冷空气扩散南下,安徽北部K指数大于30,0℃层高度约为3 km,层结弱、不稳定,并且局地湿度大,对流层低层风垂直切变大,地面冷锋东移南下触发强对流发生,在安徽江北地区产生了多处局地强度大、冰雹、雷电、大风灾害严重的雷暴云。在多普勒天气雷达回波上可见典型超级单体风暴的特征:反射率因子强,低层反射率梯度大,有钩状回波,中层有界弱回波区,高层悬垂体,速度图上有一对法向对称的正负速度中心,低层气旋和高层反气旋,有冰雹指数和中尺度气旋产品等。