攀枝花一次多单体冰雹天气的双偏振雷达特征分析

运用EC ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析资料、常规探空资料、地面观测资料和攀枝花市X波段双偏振多普勒天气雷达资料,分析了2021年7月12日攀枝花市一次多单体冰雹、大风灾害性天气过程的天气学背景和双偏振雷达回波特征。结果表明：双偏振参量对识别降水相态有较好的指示性,强回波区对应趋于零的差分反射率因子、较小的差分传播相移率和相关系数时,对冰雹的识别和预报具有重要的参考价值。     

贵州春季一次强冰雹天气过程双线偏振雷达观测分析

为探索X波段双线偏振雷达对冰雹云识别效果,对贵州春季一次强冰雹天气过程偏振雷达降水识别进行分析。结果表明,双线偏振雷达能够从水平反射率因子识别出冰雹云,在有效探测范围内能够获取冰雹粒子真实回波信息。偏振雷达的降水类型识别能够正确识别冰雹,同时识别到冰雹落区与实际降雹落区基本一致。在人工防雹作业时,可以利用双线偏振雷达识别冰雹云,获得科学作业时机和作业部位。     

2014年7月4日降水的双偏振雷达多参量回波分析

为了研究飑线的降水结构和云物理特征,利用南京信息工程大学的C波段双偏振雷达资料,分析了2014年7月4日飑线的双偏振雷达多参量回波。研究发现,雷达回波图中降水回波结构较紧密,降水范围较大,但降水强度并不是很高;相关系数回波图中存在亮度层亮带,相关系数与差分反射率因子成负相关。这项研究有助于增进对飑线天气的云物理结构和回波演变机理的认识。     

一次春季冰雹天气过程中X波段双偏振雷达的特征分析

利用探空资料和咸阳旬邑X波段双偏振多普勒天气雷达对2017年4月26日的冰雹天气过程进行了天气形势分析与双偏振雷达产品的特征分析,结果表明,该次冰雹天气发生在200 hPa西风急流、500 hPa槽后冷平流、高温高湿的中低空条件及地面干冷空气的天气背景下,大气层结具有强不稳定度,垂直方向上存在较强的垂直风切变,均有利于对流运动的发展;西安探空的0℃层高度以及-20℃层高度均十分有利于冰雹在雷暴单体中的维持和增长;边界层附近有逆温层,有利于不稳定能量储存;近地层有强的干冷空气,抬升了中低层的暖湿空气;X波段雷达的反射率因子以及径向速度均表现出典型的雷暴单体回波特征,出现了明显的三体散射回波;存在与强入流和强上升运动对应的弱回波区和悬垂结构,具有明显的回波墙;0℃层高度(3 km)以上有≥50 dBz的强回波;径向速度剖面图上中低层辐合、高层辐散,满足冰雹发生的回波速度特征;X波段双偏振雷达的差分反射率因子(Z_(DR))、差分传播相移(K_(DP))、零滞后相关系数(R_(HV))等参量能有效地提高对冰雹的识别能力。冰雹回波的Z_(DR)、K_(DP)、R_(HV)的取值范围与强降水回波有明显区别,能够有效地区分冰雹回波与强降水回波。在降雹时,2.4°仰角Z_(DR)出现大面积0值、K_(DP)为-1.2～0.45°/km,R_(HV)为0.74～0.95,HCL可以直观地对降水粒子的种类进行判断。X波段双偏振多普勒天气雷达能够较好地反映对流单体的回波特征,双偏振参量能提供更多的冰雹识别特征。     

X波段双偏振天气雷达在冰雹识别中的应用

利用铜川YLD1-D型X波段全固态双偏振多普勒天气雷达和西安C波段多普勒天气雷达(CINRAD/SA)对2017年盛夏的强对流冰雹天气进行对比分析,结果表明:除反射率因子(R)、垂直累计液态含水量(VIL)等常用产品对冰雹有指示意义外,铜川X波段双偏振雷达产品中的差分反射率因子(ZDR)、粒子识别(HCL)等产品对冰雹具有较好的指示性,此外冰雹潜势预测(HPF)和零延迟相关系数(RHV)也可作为判断冰雹的辅助产品。     

2021年5月漳州市一次冰雹过程中尺度分析

利用常规和非常规资料对2021年5月9日漳州市一次冰雹过程进行中尺度特征分析,结果表明：此次冰雹过程是西南暖湿气流强迫背景下形成的强对流天气;风廓线雷达在区域性冷空气的入侵资料比常规资料更精细,双偏振雷达对冰雹天气识别具有很好的指示特征。     

平阳一次暴雨天气过程分析

利用中尺度站逐小时资料、Micaps资料、温州双偏振雷达产品和EC细网格数值预报产品等资料,分析了2021年5月20—22日平阳县出现的暴雨到大暴雨天气过程。结果表明：此次暴雨天气过程是在高空槽东移过程中,配合中层槽切和低层涡切东移的背景下产生;此次过程以稳定性降水为主,暴雨由降水持续时间长造成;水汽通量散度辐合中心及强弱较好地指示了降水的落区及最强降水的时段;各家数值模式对此次降水过程的降水预报不是特别理想。     

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。     

多源模式资料在湖南省一次防雹作业中的应用

研究旨在提高冰雹预报的时效性和准确度,制定科学合理的防雹作业方案。2017年5月3—4日在湖南省南部发生了1次强对流天气过程,过程发生前24 h,利用欧洲中心细网格模式初步预判此次强对流天气过程发生的时间、区域。结合人工影响云模式GRAPES_CAMS预报的云宏微观物理量,了解云系的发展程度和演变趋势,判断降水机制,确定播云作业的温度和高度范围,制定作业方案。临近长对流天气过程发生时刻,利用雷达实况资料对作业方案进行调整,实施作业。结果显示,在传统冰雹预报手段的基础上引入人工影响云模式预报产品,能够更精准地判断适宜作业高度、作业位置、作业时间,使得作业实施更加科学、更加有针对性。作业后雷达回波减弱,作业区未收集到冰雹灾情资料,作业效果好。     

天水一次区域性冰雹天气过程分析

利用天水常规观测资料、多普勒天气雷达资料,从产生雹暴天气的背景条件和气象要素上入手,分析2015年5月30日天水地区发生的一次区域性冰雹过程的雷达反射率因子及其产品的特征和环境场的特点。结果表明,此次降雹过程是在西北气流控制下,小股冷空气补充南下,冷锋过境产生的;冷锋、露点锋是此次过程的主要影响系统。雷达反射率因子有明显的钩状回波;强回波有明显的回波悬垂结构;较强的垂直上升运动和深层的垂直风切变是产生强回波的前兆,有利于冰雹的产生。     

鄂尔多斯市一次防雹过程物理效果检验

鄂尔多斯市人工防雹作业期主要在每年6—9月,主要作业区域在鄂尔多斯市北部沿黄河一带和南部乌审旗。对防雹作业效果一直难以有效客观评判。本文采用物理效果检验法对2016年7月3日乌审旗防雹作业过程进行效果检验。选取雷达回波参数中的回波强度、回波顶高、强回波高度、垂直累计液态含水量和强回波面积5个雷达回波参数,对比作业前、后雷达回波参数的变化,结合防雹作业点的用弹量和作业时机综合分析防雹作业效果。结果表明,作业后的雷达回波强度下降了8%,强回波高度下降了22%,垂直累计液态水含量下降了35%,有效抑制了冰雹云的发展。但之后的2次作业用弹量偏少,效果不明显,冰雹云有所增强。     

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。     

淮安市一次初春冰雹过程分析

利用数值预报产品的诊断、卫星云图以及多普勒雷达资料,从冰雹形成机制、动力及热力条件入手,分析了2010年2月28日淮安市出现的一次初春冰雹过程,从中寻找一些突发灾害性天气过程发生的规律、特点,为今后出现类似的天气过程提供预报依据,积累工作经验。结果表明:前期近地面层迅速回暖,在充足的水汽条件配合下,当大气环流配置产生了一定的触发机制后,容易产生此次罕见的强对流天气过程。有利于冰雹产生的物理机制是位于-25～-10℃等温线之间的对流有效位能(CAPE)值较大,有垂直风切变,0℃层距离地面的高度适中。由于冰雹天气过程生消时间短,危害程度大,因此雷达回波图是短时天气预报的重要工具。经分析,冰雹天气产生时,回波云中存在60 dBz以上的回波单体,而且回波区出现的特征是典型的冰雹回波特征,这是判别有否冰雹天气的重要指标。     

1993～2008年辽宁省鞍山市雷雨云及冰雹云的雷达回波分析

对辽宁省鞍山市1993～2008年16年的雷达观测雷雨云、冰雹云回波资料进行了统计分析,得到了鞍山市雷雨云、冰雹云的基本回波特征及鞍山地区冰雹云在雷达高显上的V型缺口特征,为鞍山地区的人工消雹作业提供了判别指标。     

人工防雹催化效果的数值模拟

[目的]数值模拟人工防雹催化效果。[方法]在对内蒙古中部地区(以呼和浩特地区为代表)10年雷达探测资料、降雹资料以及人工防雹作业资料分析的基础上,利用三维积云催化模式,对冰雹云或雷雨云进行分时段催化数值模拟试验、不同催化部位数值模拟试验以及不同催化剂量数值模拟试验,根据数值模拟结果,经过分析并考虑实际人工防雹作业状况,得出适宜而有效的催化作业时间、作业部位以及作业催化量(AgI)。[结果]有效作业时间宜早不宜迟,提前20 min左右作业,效果比较好;催化作业部位应视冰雹云强度、形态结构以及催化剂运载工具的性能而定,对于中等强度及以下的冰雹云,在回波强中心催化即可,对于强冰雹云,一般在冰雹胚胎帘即过冷水累积区中作业效果最好;每次作业的有效催化剂量(AgI)一般应达100 g,对中等强度以上的冰雹云每次作业催化剂量通常要达100 g(相当于100发炮弹)以上。[结论]在冰雹云发展的适宜时间、适宜部位进行适宜剂量的AgI催化,可达到抑制冰雹云发展、防御冰雹灾害的目的。     

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。     

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。     

湘西北山区人工防雹作业个例分析

选取湖南省人工防雹重点试验区湘西北张家界市2006～2009年的2个典型人工防雹作业个例,对冰雹云的形成、冰雹云雷达定量判别指标、人工防雹催化方法和作业效果评估等环节进行了详细分析与介绍,对跨区域开展人工防雹作业展开了探讨。结果表明,多单体风暴是湘西北山区人工防雹作业的重要对象,雷达定量判别冰雹云、提前作业和防止各单体间合并是人工防雹作业成功的关键,过量催化（用弹量）是要特别引起注意的技术问题,效果评估是不能忽略的重要环节。区域冰雹联防除开展雷达预警和资料共享外,在炮点设置和防雹作业时都要充分考虑下游地区。使用这套方法在湘西北地区已开展了5年时间的人工防雹作业实践,获得了良好的人工防雹效果和显著经济社会效益。     

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。