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。     

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%。     

黔北一次低涡切变系统单多普勒雷达资料分析

利用遵义CINRAD/CD多普勒雷达资料并结合其他资料分析了2008年7月10日发生在黔北地区的冰雹大风、短时强降水天气。结果表明,该系统是低涡切变带有冷空气南压过境影响所致;回波单体初期发展沿切变线排列,并在发展剧烈的回波所在处产生冰雹天气;降雹前出现最强回波60～65dbz,降雹时低仰角回波强度跃增到55～60dbz,回波高度11～15km,VIL值〉35kg/m2;回波分布有涡旋带状特征,当涡旋中心移向原有回波时,回波剧烈增强,产生持久深厚的辐合中气旋,地面出现冰雹大风;仁怀北部乡镇降雹和短时强降水可能与此区域左倒U型地形有关;湄潭永兴和鱼泉、仁怀学孔和喜头的回波是超级单体回波,其余各地降雹回波为多单体强回波。     

利用多普勒雷达产品识别重庆冰雹云指标分析

利用重庆、万州、恩施三部多普勒天气雷达产品,分析了重庆2008-2010年的9次冰雹过程,总结了一些冰雹天气的多普勒雷达回波特征指标.发现当回波强度大于等于50dBZ,回波顶高大于等于11km,垂直累积液态含水量大于等于44kg/m2,冰雹指数出现连续几个实心三角标志,中层具有强的风速辐合或者中气旋时容易降雹;出现三体散射回波等冰雹典型特征时肯定降雹.垂直累积液态含水量越大,大于60kg/m2的强VIL持续时间越长,冰雹直径越大.在冰雹云发展阶段VIL存在≥15kg/m2的明显跃增且跃增后VIL≥50kg/m2,这是冰雹独特的特征,对判别冰雹云有较高应用价值.     

2016年4月27日鄂西北冰雹天气多普勒雷达分析

本文利用襄阳多普勒雷达资料对2016年4月27日鄂西北地区大范围冰雹天气进行分析,这是襄阳雷达建成后首次对大范围冰雹天气进行监测。结果表明,此次冰雹天气是在高空西北气流下发生的,地面有弱冷空气配合。附近探空站显示,0℃层和-20℃高度层分别在3 km和6 km以上,0～6 km垂直风切变达12 m/s,CAPE值>1 000 J/kg。雷达回波显示,降雹天气共分2个时段和2条路线,2次降雹天气有相同点,如最强回波强度达到65 d BZ以上、50 dBZ强回波伸展高度达6 km以上、对应回波顶产品高度达11 km以上、垂直积分液态含水量达40 kg/m2以上等;也存在一些不同,如路线不同、降雹性质不同、云团结构不同等。通过对雷达回波分析可以找出鄂西北降雹天气的一些特点,可以作为今后冰雹天气预报的参考。     

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。     

具有双有界弱回波区特征的超级单体雹暴雷达回波分析

利用多普勒天气雷达,对2008年3月20日凌晨发生在柳州地区的超级单体雹暴,在垂直风切变、三体散射、中气旋、三维结构和风暴属性方面进行了详细分析,结果表明,三体散射（TBSS）特征回波可以作为判断冰雹云、防雹预警的指标,并且具有一定提前量,最大时间提前量可达半个小时,高反射率因子区域越大,TBSS的长度越长,最大长度可达20km;雷暴尺度涡旋的出现有利于大冰雹的生成;垂直积分液态水含量（VIL）值和强回波区高度跃增反映冰雹碰并增长过程,降雹期两者多次跳跃使雹暴长时间维持;对于矮硕超级单体风暴,VIL密度更能反映降大冰雹的潜势;双倒“V”字型入流缺口和双有界弱回波区的出现意味着即将降雹,并且降雹时间较长。     

一次冷涡降雹的雷达回波特征分析

利用烟台多普勒天气雷达资料,重点从雷达反射率因子形态演变、径向速度场结构特征、VWP风廓线和风暴追踪信息等方面入手,对2010年5月30日早晨发生在烟台地区的冰雹天气进行分析,综合分析此次冷涡降雹的中尺度特征。结果表明,造成此次冷涡降雹的系统具有明显的超级单体风暴特征,其初始回波高度在6 km左右,向上和向下发展迅速,垂直累积液态水含量(VIL)值在降雹前有明显的变化,VWP风廓线产品上降雹前在低层有冷层的存在,对冰雹的产生有一定的指示意义。     

吴忠市一次冰雹过程的雷达回波特征分析

为了研究吴忠市新一代天气雷达在冰雹天气中的应用,同时检验吴忠气象台冰雹天气的短临判别指标在吴忠新一代天气雷达资料中的适用性,本文对发生在吴忠市的一次冰雹天气过程中的雷达产品特征进行分析。结果表明,降雹时吴忠市新一代天气雷达回波强度在62.5 dBZ以上,最大可达到65 dBZ,且回波顶高在12～16 km之间;降雹前速度场上有逆风区存在;降雹过程中垂直液态含水量达到37.5～52.5 kg/m2,垂直液态含水量的大小和持续时间与冰雹的直径和持续时间成正比;冰雹指数对降雹有一定的指示意义。     

一次多单体降雹过程及防雹作业情况分析

利用2015年4月29日贵州一次冰雹过程的天气资料、多普勒雷达资料、作业信息资料等,分析了不同降雹类型回波的形态特征及组合反射率(CR)、垂直累积液态水含量(VIL)等参数特征,总结出此次降雹过程中多单体演变引起降雹的规律,结合实际作业情况分析了作业中存在的问题.结果表明,此次过程是由超过20个单体相继生成和消亡引起降雹的过程,降雹单体呈现一定规律,即多个对流单体中某个单体的加强和减弱能引起降雹,多个单体合并加强也能引起降雹;单体回波加强或减弱引起降雹的过程中,VIL值均较大,说明之前虽降雹,但能量未完全释放,再加上回波减弱时VIL值仍然出现跃增,说明有很好的水汽补充条件,这可能是多个对流单体中某些单体在加强-减弱-再加强过程中引起降雹的原因.这些特征及规律对今后冰雹监测预警有较好的指示作用.     

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。     

四川盆地中部冰雹天气过程成因诊断分析

本文选取2007年资阳与相邻简阳发生的2次冰雹天气过程micaps、Fnl、雷达等资料进行分析,得出以下结论:2次冰雹天气过程中14日夜间为高空冷平流强迫类,16日晚低层暖平流强迫类。11—16日地面气温明显偏高,说明边界层增温显著。2次过程均有较强的不稳定能量,垂直风切变较大,温江站0~-20℃层间有相对湿度大于70%的水分累积区,并且在此范围内温江与沙坪坝站均有较强的上升速度,有利于形成冰雹,上下喇叭口形状有利于大风。在2次降雹过程前20:00,上升运动区与静力能分布对简阳、资阳的降雹大致落区有较好的指示意义。2次过程中雷达回波的组合反射率因子中心强度均达50d Bz以上,且对应回波顶高在10km附近,而VIL值约20 kg/m2,垂直方向上有悬垂结构。径向速度在这2次过程中无法用来判断回波发展趋势。     

2015年闽北一次春季冰雹天气分析

利用自动站实时观测数据、常规天气资料、多普勒天气雷达等资料,对闽北一次春季冰雹天气过程进行分析。常规天气资料分析表明,低层西南急流控制下,低空强烈的减压、增温、增湿有利于热力和动力不稳定能量的积聚,加上低层辐合高层辐散,使上升运动增强和维持,从而导致不稳定能量的释放和冰雹等强对流天气的产生;多普勒雷达资料分析表明,此次天气过程为中气旋降雹过程,其组合反射率因子图像上强回波中心的最大值可达65 dBz以上,垂直积分液态含水量(VIL)图像上,降雹前降雹强单体对应的VIL都出现了明显的“跃增”现象,利用多普勒雷达资料可以提高对冰雹等强对流天气的识别能力。     

超级单体强度和中气旋参数分析

利用济南多普勒雷达高时空分辨率资料和济南、邢台探空资料,对2003～2008年的54个超级单体进行了分析。结果表明,SI≤-2℃、K≥30℃和0～6km风切变〉20m/s时超级单体出现的概率较高,超级单体大致可以分为孤立类和镶嵌类2类。孤立类的最大回波强度、单体VIL、强中心高度和顶高等明显大于镶嵌类,中气旋底部和顶部明显高于镶嵌类。孤立类超级单体出现冰雹的概率明显高于镶嵌类,而出现大风的概率低于镶嵌类。中气旋结构的差异性决定了超级单体强度结构的差异和天气现象的差异。     

黔西南地区冰雹云VIL演变特征分析

用兴义新一代多普勒天气雷达CINRAD/CD复合体扫基数据作为原始资料,经WSR-88D提供的气象算法生成气象产品——垂直累积液态含水量（VIL）,统计分析了基于网络的对流云的VIL特征,用理论模式计算雹云单体在演变过程中的VIL,用MAX函数逐个提取最大VIL,引入VIL密度VILD及零度层高度以上到18 dBz高度的VIL积分VILH的概念,对2007～2008年黔西南地区12个雹云单体的VIL、VILmax、VILD和VILH的演变特征及其在冰雹云识别中的应用进行了分析。结果表明：冰雹降落时间基本是在VIL值达到最大时开始,降雹结束后,VIL值迅速下降;雹云单体VILmax在演变过程中存在暴发式增长和暴发式降低现象,在时间序列曲线中表现为峰型特征;雹云单体在首次降雹前3～4个资料时间间隔内其VILmax将出现2次暴发式增长现象,出现第1次暴发式增长现象时一般不会降雹,维持1～2个体扫时间间隔后出现第2次暴发式增长现象,此时才开始降雹,同一单体再次降雹前其VILmax并没有第1次暴发式增长现象,出现暴发式降低现象时降雹均停止;从季节上整体来分析,3～4月的平均VIL、VILmax、VILH和VILD数值最大,5～6月次之,8月最小。     

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。     

保定“6·25”致雹超级单体过程分析

利用常规气象观测资料、微波辐射计资料、多普勒雷达资料和欧洲中心ERA5再分析资料,对保定市2020年6月25日下午一次强冰雹过程的环境条件、降雹超级单体特征和物理量进行分析,找出此次冰雹天气的主要成因。结果表明：（1）此次冰雹天气发生在前倾槽环流背景下,属西北气流型冰雹天气;中高层干冷、低层暖湿的不稳定层结,高低空急流和地面冷锋的配置为此次强对流天气的产生提供了有利的热力和动力条件。（2）高CAPE值、低层适当水汽条件及较强的垂直风切变有利于强冰雹天气的发生。（3）强降雹超级单体除具有三体散射现象、入流缺口等雷达回波中尺度特征外,持久深厚的中气旋存在造成了显著的有界弱回波区和高悬垂强回波区,超级单体内部涡旋特征的出现和维持有利于支撑空中大冰雹的增长。（4）通过分析微波辐射计资料发现,强降雹超级单体临近时气压涌升,温度骤降,液态水含量明显跃增;整层大气呈“上干下湿”结构,这种不稳定层结有利于对流风暴的发展加强;降雹开始后,边界层大气呈“上下湿、中间干”的3层结构说明有干冷空气向下侵入。     

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。     

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。     

垂直积分液态水含量产品特征分析

利用赤峰市的CINRAN/CD型新一代多普勒雷达体扫描垂直积分液态水含量(VIL)产品资料,分析了2012年5月20日发生在赤峰市松山区穆家营子镇的一次强降雹过程,发现在冰雹发生前后VIL值有明显的规律可循,这对冰雹天气的短时临近预报以及对冰雹等强对流天气预警的及时发布有着极其重要的指导意义。