基于雷达和自动站资料研究风暴演变规律研究

风暴是中小尺度的天气系统,常常造成严重的局部气象灾害,基于雷达和自动站资料来研究风暴的演变规律,就是统计地面辐合、雷达回波、累计雨量之间的对应关系,并用滤波揭示中尺度风场辐合与风暴的联系,最后利用风暴外推进行较为准确的气象预报。     

2017年7月14日鄂东局地风雹过程成因分析

从天气系统、物理量场、回波特征等方面对2017年7月14日鄂东发生的一次局地强对流风雹过程进行分析,结果发现,此次风雹天气是在副高外围高温高湿的不稳定环境下,低层水汽辐合、干层侵入和地面辐合共同触发生成多单体对流风暴,对流风暴的雷达回波表现出明显的后向传播特征.从预报角度来看,根据EC等数值预报产品分析14日风场日白天潜势条件较好,尤其在17:00,预报场在鄂东地区报出一个明显的水汽辐合区,具备了触发强对流的条件.     

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。     

2012年7月14—17日娄底市持续性暴雨原因分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料、地面自动站降水实况资料以及卫星云图资料和雷达组合反射率因子资料等,从环流背景、形成机理、雷达回波与卫星云图特征等方面,对2012年7月14—17日娄底市持续性暴雨进行综合分析。结果表明,中高纬度不断有短波槽东移,副热带高压和中低层切变线稳定维持,低空西南急流发展强盛,是持续性暴雨发生的有利大尺度环流背景;在中尺度回波团或回波带及中尺度对流云团的影响下产生暴雨;中尺度对流回波或云团一般发生在多个天气尺度系统的汇合处,对暴雨预报有一定的指示意义;水汽辐合贯穿整个降水过程,在低层出现强湿度中心时,对应强降水发生;中尺度对流系统表现在整个对流层为上升运动,暴雨区位于CAPE值梯度不断加大的密集带中,低层θse锋区不断增强为对流性强降水发生提供了有利的不稳定条件。     

滇中一次局地大暴雨的中尺度特征分析

针对2017年6月19日云南中部易门局地大暴雨过程,使用ERA5 0.25°×0.25°再分析资料、国家站和加密自动站观测数据、多普勒雷达和FY-2G卫星资料,分析此次过程的环流形势和中尺度特征。结果表明,700 hPa切变线和地面辐合线的共同作用导致易门局地大暴雨的发生;地面辐合线在滇中长时间维持,有利于对流系统的发展。卫星云图上,中尺度对流系统在移动过程中与多个对流系统合并,使之不断发展增强。对流云团云顶亮温等温线密集区处于易门上空时,对应地面强降水的发生。雷达图上,19日21:00—22:00中尺度对流系统发展旺盛并滞留在易门上空,降水形式以积云性降水为主;20日01:00—02:00多个对流系统合并增强后东移到达易门,对流回波高度较前一日21:00—22:00低,降水形式为层云和积云混合性降水。     

2015年6月8日郴州市雷雨天气过程分析

本文利用常规资料、自动站资料、NCEP再分析资料与雷达资料等,对2015年6月8日郴州市雷雨天气过程进行分析。结果表明,受槽前及副高西北侧西南气流控制,地面弱冷空气入侵,中低层切变线与地面辐合线触发产生暴雨;低层辐合及中高层深厚辐散引发上升运动;低空西南急流与西南涡扰动成为水汽输送渠道,以积层混合型降水回波为主,降水回波带一直对应地面中尺度辐合线。     

一次雹暴过程的三维数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式,模拟了2007年7月25日发生在南京市六合县的一次强雹暴过程,分析了风暴的气流场、雷达回波结构、涡度场和含水量等宏观微物理的分布及其演变。通过将模拟结果与多普勒雷达资料进行对比发现,模拟的雷达回波强度及回波顶高与雷达观测资料基本一致。模拟结果表明,在雹云强盛时期,近地面层是以辐散气流为主,中上层是以辐合上升气流为主,气流在顶端转变方向,形成辐散出流;模拟的高含水量中心,对应着雷达回波图上的强回波中心,出现在上升气流最大区附近,动力场与物质场配合得较好。     

广东揭阳地区一次局地强降水的多普勒雷达分析

利用多普勒天气雷达资料分析了2008年7月31日揭阳市区的突发特大暴雨过程的中尺度特征。结果表明,雷达回波从生成到迅速加强成大于50 dBz的强回波只不过二十几分钟的时间,风暴中心一直在揭阳市附近南落、北上来回摆动,东移分量极小,强降水回波停滞不动。在此强降水过程中,有利于强降水回波生成发展的径向速度特征类型：第1类逆风区、第2类逆风区、中尺度辐合型、气旋式辐合等相互交替出现,从而造成了此次破记录的强降水过程;分析表明,发展旺盛的逆风区以及在逆风区垂直方向上存在入流和出流气流的辐合对降水的贡献显著。     

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。     

安阳一次局地大暴雨过程机制诊断分析

利用气象数值产品、自动观测站资料、卫星云图和多普勒雷达资料,分析诊断2010年6月30日安阳局地暴雨、大暴雨过程的环流形势场特征与中小尺度物理量的热力学、动力学以及雷达回波特征。结果表明,自动观测站资料的变化能很好地反映地面辐合线的变化情况;径向度不断加大的西南气流为强降水提供了充足的水汽;近地层的偏东气流的入侵以及前期的地面不断增温为强降水提供了高的不稳定能量;降水愈强则凝结潜热释放愈多,对中尺度辐合的发展起促进作用。     

2017年昆明一次大暴雨过程的中尺度分析

利用常规观测资料与卫星、雷达等非常规观测资料,综合分析了2017年7月20日昆明主城区大暴雨过程的天气成因及中尺度对流系统特征.结果表明,500 hPa两高辐合区是此次暴雨过程的天气尺度影响系统;高能高湿的对流不稳定层结、适宜的垂直风切变是强对流天气形成的有利条件;在Q矢量散度辐合区内β中尺度对流系统(MCS)发生发展,短时强降水主要出现在MCS移动方前沿对流活跃的TBB等值线密集区,雨强变化与TBB等值线梯度变化密切相关;多普勒雷达显示,逆风区是强对流暴雨产生的直接影响系统,回波强度在35~45 dBz,最强达49 dBz,回波顶高超过10 km的区域对应着强烈雷暴,逆风区与短时强降水、雷暴天气有很好的对应关系.     

基于雷达和自动站资料的中卫市2次冰雹天气过程分析

利用常规资料、713雷达资料、自动站观测资料、FY-2E红外卫星云图等资料,对2011年中卫市两次冰雹天气过程,通过大尺度环流形势、主要影响天气系统、卫星云图和雷达回波特征等进行了分析,结果表明:降雹和短时强降水出现时间段为回波发展的成熟阶段和成熟后期及消散的初期,回波强度在减小到30 dbz以下时,强对流天气天气基本结束,冰雹天气出现时段对应回波的成熟后期和消散初期。自动站资料分析可见,23日冰雹天气与25日冰雹天气过程,地面都有中尺度低压形成,地面风场存在气旋性的辐合区或辐合线。     

陕西北部一次局地雷暴天气中尺度分析

利用常规气象观测资料、多普勒雷达、FY-2D卫星云图,分析了2015年4月20日延安富县出现的一次局地冰雹天气过程。结果表明,综合高空850、700和500 h Pa的主要特征,850 h Pa自南向北侵入河套的湿舌,配合西侧风切变对应500 h Pa干冷空气,这种配合有利于河套上空不稳定层结的建立。而700 h Pa西北侧与东侧方向冷空气的不断侵入,有利于河套地区低层暖湿空气的抬升。陕北地区低层的湿区和大气不稳定层结状态的维持,地面低压发展以及辐合线的存在有利于低层暖湿空气的抬升。边界层辐合线、干线等中尺度抬升系统提供了对流风暴发生所需的能量和触发机制,为对流发生的中尺度环境分析提供依据。     

2015年6月7—9日文山州持续降雨天气雷达产品分析

结合常规观测资料、高空探测资料、雷达回波资料等对2015年6月7—9日文山州持续降雨天气过程进行分析。结果表明:此次持续降水天气过程主要受高空槽和副热带高压西北侧西南气流共同影响,冷空气南移,中低层切变线和辐合线共同作用;这次降水天气以积层汇合型降水回波为主,降水回波带对应地面中尺度辐合线,文山州上空冷、暖空气交汇,对于降水天气非常有利。     

2011年焦作市一次局地强降水过程成因分析

利用NECP 6 h一次1°×1°再分析资料、常规高空地面资料和自动站资料、多普勒雷达等资料,从天气形势、物理机制、中尺度特征等方面入手,分析了2011年7月12日焦作一次局地强对流天气的演变和成因.结果表明,这次强对流天气过程发生在高空槽后西北气流中,中高层干冷平流、低层暖湿平流的大气层结增强了对流不稳定的发展,地面中尺度辐合线是此次强对流天气的直接影响系统;强的辐合上升和CAPE的高值区等物理量场均与强对流天气区有较好的对应关系;利用多普勒雷达资料能够提前预警强对流天气的发生.     

2011年6月4—6日贵州省连续性暴雨过程分析

应用常规的地面观测资料、卫星、雷达、探空资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2011年6月4—6日贵州省一次大范围连续性暴雨天气的成因进行了分析。结果表明,此次连续性暴雨过程是在500 h Pa中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖之间阻塞高压和中低纬西太平洋副高稳定维持的背景下,在地面存在静止锋,中低层有低涡切变维持在川黔之间,850 h Pa贵州以南、以东地区维持强劲的低空西南急流的形势下,中尺度对流系统MCS和中尺度对流辐合体MCC在贵州中西部和南部重复出现的情况下产生的。MCS和MCC产生于静止锋的西端,出现在下垫面为高温高湿的区域,强降水回波主要出现在地面中尺度辐合线附近。     

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。     

2010年8月晋城一次大暴雨天气过程分析

[目的]分析2010年8月晋城一次大暴雨天气过程。[方法]利用常规气象资料、自动站资料、多普勒雷达资料、卫星云图等资料,从环流背景、物理量场、卫星云图、雷达回波特征等方面,对2010年8月18～19日发生在山西晋城的一次强降雨过程进行综合分析。[结果]此次暴雨产生于西低东阻的环流场中,是在中低层切变线、低空急流等有利的天气形势下产生的,低层切变、风向辐合均有利于晋城地区附近不稳定空气的抬升,而对流层低层和地面冷空气的入侵是这次对流天气产生的主要触发机制;西南低空急流为暴雨区输送了充沛的水汽,高温高湿为暴雨的发生积蓄了大量的不稳定能量;这次过程的主要降水系统是地面中尺度切变线扰动激发的对流回波单体,对流回波单体在中低空西南气流的引导下,向晋城移动形成列车效应,在晋城地区产生了大暴雨;多普勒雷达资料揭示了此次中尺度暴雨系统的发生、发展、移动的特征;强降水中心位于TBB低值中心后方的梯度大值区内。[结论]该研究为此类短时暴雨的预报、预警提供借鉴。     

一次冷涡影响的区域强对流天气分析

使用观测资料、雷达资料和ERA5再分析资料,对2022年6月13午后至夜间的冷涡背景下的两次影响济南的强对流过程进行分析。结果表明,地面辐合线与冷池的复杂相互作用在对流回波发展加强过程中起到了重要的作用,尤其是造成了第一次对流降水强度强,移动迅速,发展为超级单体和弓形回波。根据环境参数的实况分析和模式预报,可以较准确地判断2次对流过程的强度。环境条件较弱是造成第二次对流未发展加强的主要原因。在临近预报业务中,预报员需要利用多种实时加密观测数据,结合对流发展条件和中尺度模式预测对流天气的发生发展情况。     

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。