河套一次低涡强冰雹的新一代天气雷达回波研究

通过对2007年7月24日河套南部庆城县强冰雹过程的大气环流背景和西峰新一代天气雷达回波资料分析,探讨此次低涡强冰雹的新一代雷达回波特征。结果表明,河套低涡在铅直剖面上对应有深厚的正涡度场分布;提出河套低涡影响下大冰雹的新一代天气雷达监测预警指标模型：降雹前强度R≥57 dBz且随高度有＂跃增＂特征,径向速度V回波的中气旋M和≥±20 m/s的速度中心在2~11 km高度上活跃,云顶高度ET＂跃升＂显著,垂直液态水含量VIL≥45 kg/m2大值中心面积迅速扩大,对有效实施人影防雹增雨作业,具有一定的指导意义。     

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。     

昆明地区夏季冰雹云多普勒雷达定量判别指标

利用昆明市探空资料、多普勒天气雷达资料、地面观测资料,对2010—2014年昆明地区19次典型降雹天气过程进行综合分析,重点对冰雹云发展初期的雷达判识指标进行研究,对原有的冰雹云发展阶段雷达判识指标进行更新、细化、完善,总结得出基于雷达资料的人工防雹作业判识新指标,并利用2015年发生的冰雹天气过程检验了指标。结果表明,昆明防雹作业指标为组合反射率回波强度达45dBZ、强回波H_(45dBZ)中心强度跃增≥5dBZ、回波顶高≥8 km、强回波中心顶高﹥6 km。利用强回波H_(45dBZ)中心顶高﹥6 km和强中心强度跃增≥5dBZ能很好地识别冰雹云,但提前预警时间太短,预警作用有限。     

邵阳市多普勒雷达产品在人工防雹中的应用

利用湖南省邵阳市2012—2017年多普勒雷达资料和冰雹灾害资料,选取7次冰雹天气过程进行统计,并总结出形成冰雹的几个预警指标,包括存在≥60 dBz强回波,且水平尺度≥15 km;存在高悬垂的反射率因子值(≥50 dBz),强反射率因子高度≥-20℃层高度;垂直累积液态含水量(VIL)≥40 kg/m~2维持30 min以上;1个体扫VIL激增10 kg/m~2,VIL最大值≥40 kg/m~2;速度场上有中气旋、逆风区等一种特征或几种特征。而三体散射长钉、钩状、带状、弓形等回波特征可作为辅助指标快速识别冰雹并发出预警。利用这些指标对2017—2018年发生的冰雹天气过程进行了试报,应用效果很好,预警指标在人工防雹工作中发挥了重要作用。     

驻马店市泌阳县一次冰雹过程多普勒雷达产品分析

为发挥多普勒雷达监测和预警冰雹、雷雨大风等强对流天气的作用,对2013年8月1日河南省驻马店市泌阳县出现的冰雹雷雨大风天气过程进行分析。结果表明,冰雹的回波强度强,达≥60 dBZ,回波顶高≥12 km;回波形态特征上,冰雹常为块状对流型;“V”型缺口、有界弱回波区等都是冰雹的典型特征。为冰雹的临近预报和人工消雹提供了科学依据。     

青海省东北部冰雹云提前识别及预警研究

利用2008—2012年西宁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:淤较强的低空垂直风切变有利于降雹天气生成,较低的0 ℃层和-20 ℃层高度也是利于冰雹云形成的重要参数。于所有冰雹云的组合反射率均≥55 d Bz,占75%在60～65 d Bz之间;降雹时回波顶高均在9 km以上,其中回波顶高≥11 km的冰雹云占90%;当冰雹天气出现时,大部分雹云的最大垂直液态含水量≥25 kg/m2,其比例为80%,最高可达40 kg/m2。盂利用45 d Bz回波顶高可较好地识别冰雹云,当强回波高度达到8.0 km时预示有冰雹出现,其临界成功指数达85%。     

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。     

石阡县冰雹大风天气雷达产品特征分析

利用铜仁新一代天气雷达产品资料、实况观测资料以及NCEP(1°×1°)资料等,分析了贵州省铜仁市石阡县2015年5月8日的一次冰雹大风过程。结果表明,2015年5月8日石阡县冰雹大风天气是发生在高空低槽、低层切变线、低空西南急流和地面辐合线的环流背景下,下湿上干的形势和中等强度的垂直风切变为强对流天气发生提供了有利条件。雷达回波反射率因子显示为明显的弓形回波,且回波强度超过55 d BZ,强回波区伸展高度达-20℃层以上,冰雹、大风天气产生在回波最强的弓形顶部;同时具有有界弱回波区、旁瓣回波、悬垂回波、回波墙、深厚的强中气旋和逆风区等冰雹天气典型雷达回波特征。降雹过程有垂直积分液态含水量的骤增骤降现象。     

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。     

甘南高原冰雹的气候特征和雷达回波分析

利用甘南州8个国家气象观测站1976—2015年冰雹观测资料,对甘南高原冰雹天气的气候特征进行详细分析。同时,利用2002—2012年5—9月合作站探空资料和2013—2015年甘南新一代天气雷达资料对甘南各站冰雹日层结特征和多普勒雷达回波特征进行统计分析。结果表明:甘南州冰雹随海拔高度的升高而呈线性增加趋势。20世纪80—90年代是降雹的高峰期,降雹总体趋势是减少的。一日中冰雹天气主要发生在午后至傍晚,冰雹天气当日合作站探空参数有明显的特征。甘南冰雹云回波强度40 dbz,回波顶高度在3 km以上,垂直液态含水量在0.5 kg/m2,60%的冰雹云速度场有明显的辐合和中气旋。     

安阳区域冰雹天气雷达回波特征分析

利用安阳市2004—2009年的714雷达观测资料和实况资料,运用统计和对比的方法,对安阳市冰雹天气雷达回波特征进行综合分析。结果表明：源于山西涉县到林州西北部一带生成的对流单体,合并加强后沿涉县与平顺交界南段入侵林州市,强冰雹云移动路径基本为西北—东南方向,基本沿太行山东麓呈西北—东南贯穿林州市,在RHI上依据回波顶高度h与45 dBz回波顶高h45的差距识别冰雹云,当h-h45≤1.5 km时,为强冰雹云,当1.5 km3.0 km,为雷雨云。     

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。     

一次局地暴雨天气多普勒雷达的资料分析

在大尺度环流背景条件对暴雨天气无明显指示的环境下,夏季的局地暴雨要关注当地气象要素的分布特征,同时要密切关注新一代天气雷达的回波演变。应用海拉尔天气雷达,从反射率因子、组合反射率因子、垂直累积液态含水量产品以及径向速度产品,分析2007年6月30日12:50～14:00发生在陈旗的巴彦库仁镇的一次局地暴雨天气的雷达回波特征,试图总结暴雨天气的雷达回波特点。结果表明,多普勒雷达回波强度出现大于35 dBz的回波,并有45～55 dBz的强回波持续出现在回波区域内,且回波稳定少动有一小时之多,这是产生暴雨的关键原因;径向速度产品出现逆风区,是暴雨天气速度回波的明显特征;垂直累积液态含水量产品和垂直风廓线产品对暴雨天气的分析有很好的辅助作用。     

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)。     

多普勒雷达资料在沿海地区强对流天气分析中的应用研究

利用多普勒雷达产品对比分析了连云港地区8次典型的强对流天气过程,结果表明：强度达到45～55dBz和56～65dBz的冰雹云回波顶高度比强降水云回波顶高出3．7、2．6km;在降雹前30min左右,垂直累积液态含水量VIL最大值都高于65kg／m^2,而其他对流性天气最大值仅达到48kg／m^2;冰雹天气的西南气流层分布浅薄,对流层中部干燥,形成上干下湿的形势,有利于冰雹强对流天气的形成：强降水天气的VWP显示湿层深厚,对流层中下层大多为西南急流以及东南暖平流,为强降水天气形成提供了充沛的水汽。     

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。     

驻马店一次冰雹天气过程的诊断分析

从天气背景入手,运用常规观测资料、四要素站、多普勒天气雷达等资料,讨论了2010年6月18日出现在驻马店市驿城区的冰雹天气的大气不稳定层结、水汽条件和上升运动等特点,并结合多普勒雷达探测资料对冰雹云的回波特征做了分析。结果发现,这次降雹过程高空形势表现为冷涡型,冰雹落区主要在地面辐合线两侧;大气层结的不稳定性在K指数、SI指数、CAPE值、θse和风随高度的变化等方面均表现明显,0及-20℃层高度也有利于冰雹的产生,强的垂直上升运动和深厚的湿度大值区也为冰雹的产生提供了有利的环境条件;冰雹回波面积小但强度大,伴有V型缺口和强辐合区,强回波下方由上升气流造成的弱回波区表现明显。     

辽宁建平地区一次突发性强冰雹天气的中尺度特征分析

研究旨在通过对辽宁省冰雹高发地区的一次典型强雹暴过程进行中尺度特征分析,寻找致雹物理参量特征及雷达临近预警指标,以期为冰雹短临预报预警提供参考。[方法]利用常规气象观测资料、葵花卫星、多普勒天气雷达、NCEP/FNL等资料,对发生在辽宁建平地区一次强冰雹天气的天气形势及中尺度特征进行了详细分析。[结果]结果表明：此次冰雹过程发生在较强的风切变环境场中,850 hPa与500 hPa风向切变>90°,850 hPa与500 hPa之间的温度差>26℃,大气层结不稳定;冰雹发生在强对流云团发展至成熟阶段初期,在可见光云图上可以看出明显的纹理和暗影,TBB较长时间维持在-50℃以下,冰雹发生后, TBB梯度值迅速减小;强降雹超级单体呈现弓状,除了具有入流边界、回波悬垂等雷达特征外,还具有高悬的反射率因子核心,即＞55 dBZ高度伸展到-20℃以上,以及VIL>60kg.m-2,VIL密度>4g.m-3,深厚持久的中气旋维持超级单体内部涡旋等特征。[结论]该研究提供了辽宁省冰雹发生临近时刻的环境参量特征及雷达指标阈值,为确定冰雹短临预报预警技术规范奠定了坚实的基础。