新疆天山北坡中部强对流天气预警模型及其应用

利用Doppler雷达资料、结合常规观测资料、T213 FY-2C产品以及地面自动站等多种新型资料对石河子垦区2006年7～10月至2007年4～10月期间发生的34场对流天气过程的形成机理进行了全面的研究和综合分析,并着重分析了石河子垦区发生强对流天气的Doppler雷达回波特征,结果表明：石河子垦区强对流天气发生在有利的大尺度、次天气尺度背景和对流性不稳定层结条件下,中高层干冷、低层暖湿,近低层至地面有中尺度辐合切变线和冷锋配合,并有中β、中γ云团不断生成发展、合并。雷达回波强度、回波顶高度的迅速增加、垂直累积液态水含量的跃增和面积的扩大,速度对（中气旋）、“逆风区”、辐合带以及辐合区的出现等都对天山北坡带中部石河子垦区强对流天气的发生具有预警指示意义。春（秋）季当回波强度≥35dBz、35dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥30kg／m^2将有强降水发生;当回波强度≥45dBz、45dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥35kg／m^2将有冰雹发生。夏季当回波强度≥40dBz、40dBz的回波顸高≥6km、垂直累积液态水含量≥40kg／m^2将有强降水发生;夏季当回波强度≥55dBz、55dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥50kg／秆将有冰雹发生。尤其是低层辐合型速度对出现、对应高层辐散型速度对时或“逆风区”的出现,将预示有强对流天气出现。高反射率因子和垂直累积液态水含量大值区的重合区是对流云强度最强的地方,与强对流天气落区相对应;其高值区的强度和范围与强降水的强度和范围成正比。并总结归纳出短时强对流天气的预警指标,建立了一套定性和定量相结合的石河子垦区强对流天气预警模型。石河子气象台应用该强对流天气预警模型,成功发布了2007年4～8月及2008年4～8月中出现的雷雨大风、冰?     

2016年大连地区强对流天气雷达回波特征分析

该文利用探空资料、加密自动站资料、天气雷达资料对2016年6—9月大连地区9次强对流天气过程,即短时强降雨(4次)、雷暴大风(3次)和冰雹(2次)3种强对流类型进行了雷达回波特征分析.结果表明:探空资料中K指数适用于短时强降雨识别;CAPE值与探空距离强对流时间密切相关;较大的高低层的温差有利于识别雷暴大风和冰雹;较低的0℃层和-20℃层高度有利于冰雹判别;较大的0~6km深层垂直风切变有利于雷暴大风识别.最大回波强度和所在高度,短时强降雨小于雷暴大风和冰雹;弓状型雷暴大风相对于低仰角径向速度大值区类型的雷暴大风有更长的预警时间提前量;雷暴大风和冰雹的VIL值都相对较大,不利于区分两者.研究结果为大连地区强对流预报预警提供参考依据.     

陕西一次重致灾强对流天气机理研究

利用常规资料、地面自动站资料、FY-2E卫星TBB资料(0.1°×0.1°)、西安多普勒天气雷达资料,采用天气动力学诊断方法和强天气分析技术对2015年5月7日的陕西省商洛地区强对流天气过程的大尺度环流背景、物理量场、中小尺度天气系统演变特征及规律进行分析。结果表明,强对流主要位于暖湿空气与干冷空气的交界处,地面温度、露点温度、海平面气压、风场分析清晰地反映出地面冷锋和低压倒槽的交汇区域,冷暖空气的过渡区对于强对流天气的落区判断有指示作用。中尺度天气系统发展的强盛程度通过TBB的时间演变图可以清楚地进行判断。强对流大多发生在TBB梯度大值区,冰雹云团大多产生在云团成熟期之前。多普勒天气雷达上的强回波结构对于预警有提前预判的提示作用。在此次致灾天气过程中,明显低层弱回波区和中高层的悬垂回波结构,中层强回波中心与低层位移达1.5 km左右,预示了降冰雹的潜势。45 d Bz强度的回波延伸至9 km以上,这些指标对准确做出强对流天气预警有较好的指示意义。     

东北冷涡外围辽西沿海强对流天气特征分析

利用常规观测资料、自动站加密观测资料和雷达资料,对2017年7月9日辽宁省西部到中部地区1次短时强对流的天气形势、物理量场、雷达回波特征进行分析。结果表明:在有利降水的大尺度天气系统背景下,底层冷空气和低空急流以及中尺度天气系统造成了本次强对流天气。底层925~850hPa的充沛水汽和辐合上升运动强对流天气的发生,地面复合线和低压环流造成本次短时强降水天气。雷达组合反射率因子45dbz的强回波区与强降水落区基本吻合,并对应地面中尺度气旋式环流的形成和维持。     

2015年7月18日子洲气象站短时暴雨的中尺度特征分析

摘要：利用常规观测资料、天气雷达资料对2015年7月18日子洲气象站观测到的短时暴雨从中尺度特征进行分析。结果表明：此次过程发生在“前倾槽”的形势下,呈上干冷下暖湿的结构,为强对流天气创造了有利的环境条件。强降水发生区位于850 hPa湿舌中,比湿达12 g·kg-1,中低层暖平流使层结不稳定度增强,为此次强对流天气暴发提供了热力不稳定条件,有利于强对流的发展和维持;地面辐合为强对流天气提供了抬升和触发机制。强对流发生前由正变温转为负变温,气象要素中尺度特征变化明显,一小时变温对中尺度天气有较好的指示意义。雷达图上表现为多个中小尺度单体陆续移动经过子洲,造成强降水天气,组合反射率大于50 dBz回波与大于10 mm降水率有很好的对应关系,大的VIL值及其突变对强降水和冰雹有较强的指示作用。     

海东地区一次冰雹天气特征及诊断分析

利用2021年6月10日至11日常规气象观测资料和GFS再分析资料进行强对流天气过程分析,结果表明：2021年6月10日傍晚至夜间海东地区出现强对流天气过程,此次强对流过程以冰雹天气为主,局地伴有短时强降水和雷暴大风,具有持续时间长,影响范围广,局地性强的特点,前期以降雹为主,后期出现短时强降水和大风天气;对流层和地面均有干冷空气入侵,这是触发强对流天气的重要原因之一;近地层的地面辐合线为此次天气过程提供了较好的抬升机制;雷达产品分析表明强对流天气过程中,回波有列车效应,在冰雹发生时段内回波强度强、回波顶高较高、垂直累积液态水含量多且在强回波发展地区存在逆风区,说明维持时间较长且冰雹特征明显。     

通辽市奈曼旗一次强对流天气灾害调查分析

强对流天气是一种发生突然、天气剧烈、破坏力极大的强对流性灾害天气,常伴有大风、冰雹和局地短时强降水等。2021年7月12日,通辽市奈曼旗青龙山镇出现了一次强对流天气,造成农田、树木、房屋不同程度受损,通过实地现场勘查,充分利用无人机、遥感技术,结合村民、受灾群众采访、灾害现场及周围环境、气象台站观测资料、民政电力等调查工作,综合分析了此次强对流天气。结果表明：7月12日20时至21时通辽市奈曼旗青龙山地区出现强对流天气,形成了超级单体风暴,风暴在移动过程中,伴随下沉气流对地物造成树木、农田、房屋损坏。灾害发生地与通辽雷达站距离超过180km,且0.5°仰角既最低仰角观测的回波高度为3.7km左右,高度较高,不利于此次灾害性质的判断。     

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。     

驻马店市一次冰雹和短时强降水多普勒雷达对比分析

为发挥多普勒雷达监测和预警冰雹、雷雨大风、短时强降水等强对流天气的作用,对2013年8月1日河南省驻马店市出现的冰雹和短时强降水天气过程进行对比分析。资料表明,短时强降水比冰雹的回波强度弱,对流高度也明显降低,但一般均≥45 d Bz,回波顶高≥10 km。回波形态特征上,冰雹常为块状对流型,短时强降水为絮状混合型。冰雹云的强回波平均顶高≥12 km,明显高于短时强降水云体。冰雹云的垂直液态含水量明显高于短时强降水云体。这些特征可为两类强对流天气短时临近预报提供参考。     

抚顺“090621”冰雹多普勒雷达回波特征分析

利用常规气象资料和沈阳多普勒雷达资料,从天气背景、物理量和雷达回波演变特征分析了2009年6月21日抚顺东部地区出现冰雹天气过程的成因。结果表明：此次冰雹天气发生在地面低压带、500hPa冷涡底部东南象限中,500hPa冷涡移动触发低层切变线形成。冰雹发生前大气有不稳定能量和水汽输送条件。850hPa低空冷空气的侵入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。多普勒雷达资料表明,强对流天气有多个对流单体组成,发展强盛时有弓形、钩状和V形缺口等特征,强回波区为50～60dBz,最大达67dBz。径向速度有辐合区和逆风区。逆风区出现于冰雹前1h,是冰雹出现的强信号。液态水含量为20～40km／m^2,最大垂直液态水含量为50km／m^2。出现冰雹的对流单体回波顶高9．11km。垂直风廓线。中风向、风速出现较大垂直切变。     

2014年4月15日合作地区强对流天气成因分析

利用常规资料以及卫星、自动站、雷达等探测资料对2014年4月15日合作地区出现一次明显的强对流天气进行分析。结果表明,此次强对流天气过程开始前700 h Pa青海热低压维持3 d,同时偏南气流维持,对流层底层积聚了大量的能量,暖湿结构明显,为这场短时强降水和冰雹天气奠定了基础,15日巴湖冷空气南下自西向东影响甘肃,700 h Pa切变明显,产生强烈上升运动,低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量爆发形成局地强对流。各种监测手段分析可知,云图对于本次强降水的短临预报效果良好,强降水过程开始时间滞后于降水云团;雷达对于本次强对流天气过程的监测效果良好,中小尺度系统在雷达资料上反应良好,相比于云图,雷达对于强降水落区的分辨率更高。     

巴彦淖尔市对冰雹云的识别方法及防雹效果分析

利用巴彦淖尔市新一代天气雷达观测到的28次（2009--2013年）降雹天气雷达产品进行分析,归纳出冰雹云的雷达回波特征以及冰雹云的预警指标,并结合实际出现的降雹天气,总结了对冰雹云实施人工防雹作业的经验。发现冰雹云在平显上存在钩状回波、V型缺口、三体散射现象,中心强度一般在45-65dBZ,每块对流单体的面积一般在100-200km,冰雹云回波顶高（15dBZ）一般在10～16km,回波顶温度小于-40℃;由于地形的作用,表现为带状回波,或是离散多单体的强对流回波,有时排列成弧形。通过对冰雹云的判别总结出了相应的预警指标。     

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。     

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。     

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.     

石河子一次强对流天气成因分析

利用常规观测资料,自动站资料和石河子多普勒天气雷达观测资料,对2017年5月25日傍晚发生在石河子地区一次强对流天气进行了综合分析。结果表明:西北气流上的波动是此次强对流天气直接影响系统;冰雹天气发生时,正是回波强度在55～60dbz之间、强中心高度在10km,出现了有界弱回波区。大风发生时速度图上是典型的辐散型流场,正负速度最大值10. 6m/s,速度差值21. 2m/s,并且径向速度有"逆风区"存在,为冰雹天气的发生提供了动力条件。这些指标是判断强对流天气的重要线索。也是预报服务中强对流天气预警的重要依据。     

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。     

利用多普勒天气雷达探测濮阳一次暴雨天气过程浅析

介绍了使用多普勒天气雷达对濮阳2005年7月22日暴雨天气过程进行连续监测的情况,利用基本反射率、组合反射率和回波顶、垂直积分液态水、基本速度等雷达产品进行分析。结果表明,此次降水回波持续时间较长,有＂人＂字形回波特征。径向速度产品图上,逆风区与辐合区出现、发展,预示强风暴的出现。速度场的强弱变化早于回波强度变化,可更早得到风暴的发展情况,追踪多普勒径向速度场上的逆风区、辐合区的运动路径,可以大致确定强降水的落区,从而提前预报出灾害性天气。垂直积分液态含水量相对稳定,大值区与强回波区有一定的对应关系。通过分析得出此次暴雨的一些雷达回波特征,可为今后暴雨识别、预报提供参考和依据。     

2019年2月20-21日三明市强对流天气过程分析

利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料对2019年2月20—21日福建省三明市强对流天气过程形成机制进行分析。结果表明,此次强对流天气过程以雷雨大风和冰雹为主,属于暖区降水,降雹类型为暖平流强迫型。西南急流为此次强对流过程提供水汽、不稳定能量,低层辐合系统对强对流触发和维持有重要指示作用。对流云团回波特征明显,出现钩状回波、“V”型缺口和三体散射长钉。此次风暴单体强质心位于0℃与-20℃高度,利于雹胚发展,但对大冰雹增长不利。     

准喀尔盆地南缘一次强降水天气多普勒雷达产品分析

利用多普勒天气雷达资料,对准喀尔盆地南缘2007年7月3日强降水天气过程进行了多普勒雷达常规产品和导出产品分析。结果表明:多普勒雷达降水回波强度(VPPI)、速度场、回波顶高(ET)、垂直累积液态水的质量分数(VIL)、垂直风廓线产品(VWP)以及雨强(RZ)对准喀尔盆地南缘强降水天气具有很好的预警指示意义。强降水出现前,VIL、ET以及RZ等均明显增强;强降水鼎盛时期,回波速度(VPPI)中心强度达55~60 dBz,ET最大值达8 km,VIL产品最大值达25~30 kg/m2,RZ最大值达50~100 mm/h;强降水发生时,VWP低层有明显的风向逆转变化,存在冷平流,高层风向顺转变化,存在暖平流;强降水发生前天气区域存在流场逆时针旋转辐合上升运动。