新疆石河子垦区沙漠边缘地带冰雹天气的多普勒天气雷达产品预警指标初探

利用2006~2015年新一代多普勒天气雷达资料等资料,运用统计学、雷达气象学等方法分析研究了新疆石河子垦区沙漠边缘地带的冰雹天气的多普勒天气雷达产品特征,初步建立了冰雹天气的多普勒雷达产品的预警指标。春季对流云的雷达回波中心强度为45d Bz,回波顶高度为7km,-20℃等温线以上超过45d Bz的反射率因子的出现;夏季对流云的雷达回波中心强度为50d Bz,回波顶高度为8km,-20℃等温线以上超过45d Bz的反射率因子的出现。逆风区和正负速度对的出现对冰雹天气预警有一定指导作用。垂直累积液态水含量(VIL)的跃增,VIL中心值大于15kg·m~(-2)时,对流性天气降雹的概率较大,VIL值的大小与冰雹的直径成正比,其高值区范围的大小与降水量成正比。中尺度气旋产品、冰雹指数HI产品和1h累积降水量等产品和雷达组合反射率因子、垂直累积液态水含量(VIL)结合使用时,对冰雹天气的预警有一定的指导意义。     

基于聚类分析的冰雹预测研究

冰雹是我国频发的气象灾害之一,冰雹云的预测是对强对流天气的重点监测对象,文中所采用的信息源图像为雷达回波反射率图像。主要从冰雹云的形态特征、基本反射率因子这两个方面进行分析计算,运用MATLAB程序提取出可能出现降雹的有效区域,进行聚类分析判别,识别出雹云单体所在的有效区域。通过对训练样本的聚类归纳总结,基于对降雹云单体的形态特征、反射强度研究的一般规律,建立判别函数。在此模型基础之上,计算出反射强度值大于45 dBZ可能出现降雹区域的概率,从中获取一个参数值,当概率大于这个预定的参数值时,则可能出现降雹天气。通过仿真实验结果表明,此模型对冰雹云的预测有良好的判别效果,可以应用到实际生活中去,做到提前预警,减少经济损失。     

石河子致灾冰雹天气的特征分析

针对2017年石河子地区出现的4次致灾冰雹天气,从环流形势和C波段的多普勒雷达资料进行综合分析。结果表明:源于石河子西北一带生成的对流单体,合并加强后沿东南方向入侵我区,如果其移动路径为西北—东南东南时的强冰雹云,所带来的冰雹天气来势较猛,强度大,灾害较严重。在RHI上依据回波顶高度h与45dBz回波顶高h45的差距识别冰雹云,当h-h45≤1.5km时,为强冰雹云,当1.5kmh-h45≤2.5km时,为中等雹云,当2.5kmh-h45≤3.5km时,为弱雹云。     

石河子垦区2018年致灾冰雹天气特征分析

针对2018年石河子地区出现的4次致灾冰雹天气,从环流形势和C波段的多普勒雷达资料进行综合分析。结果表明:源于石河子西北一带生成的对流单体,合并加强后沿东南方向入侵我区,如果其移动路径为西北—东南东南时的强冰雹云,所带来的冰雹天气来势较猛,强度大,灾害较严重。在RHI上依据回波顶高度h与45dBz回波顶高h45的差距识别冰雹云,当h-h45≤1.5km时,为强冰雹云,当1.5km相似文献   

一次强降雹天气的雷达产品分析

利用新一代天气雷达探测资料,分析2009年8月17日出现在巴彦淖尔临河区的大风降雹天气的发生,发展和雷达回波基本反射率、速度场演变过程,分析表明风暴追踪信息（STI）,冰雹指数（HI）、垂直液态水含量（VIL）等产品对冰雹有较好的识别和预报能力。     

基于SCIT算法的X波段天气雷达冰雹预警研究

基于SCIT冰雹识别与跟踪预警算法,是在分析冰雹云雷达反射率特征和雷达回波参量演变识别基础上,针对X波段全固态多普勒天气雷达的冰雹识别预警效果进行仿真研究。通过X波段天气雷达数据样本实例分析,研究对冰雹概率POH、强冰雹概率POSH和预期最大冰雹尺寸MEHS参数冰雹形成条件的智能识别判断,得到X波段天气雷达雹体序列号、雹体位置、雹体移动速度、雹体移动方向等模拟仿真参数信息。算法研究在冰雹识别、人工防雹中的可用性,可有针对性地进行基于位置的冰雹预警信息发布和冰雹灾害防御。     

银川一次冰雹云的观测和天气分析

利用常规气象观测资料、多普勒雷达探测资料,以2005年5月30日银川观象台观测的一次降雹过程为例,对冰雹形成过程中浓积云演变为积雨云并降冰雹的过程进行了深入的分析,对这次降冰雹过程前后云的演变、天气背景、影响系统、大气层结稳定度、雷达回波等特征进行了综合分析.结果表明,该冰雹云系是一个中小尺度系统、强度很强的对流风暴单体;影响系统为蒙古低涡;"高干冷、低暖湿"的高低层配置为强对流天气、冰雹的形成提供了有利条件.应用反射率因子、径向速度、风廓线等多谱勒雷达产品资料,有效地揭示了冰雹天气系统的结构特征,为观测人员准确判断、记录冰雹云具有一定的指导意义.     

滇中夏季冰雹天气背景及防雹作业时机的分析研究

 应用Micaps常规资料和FY-2卫星资料,对2002,2003年夏季滇中玉溪地区出现的15次冰雹天气过程进行分析,得出夏季滇中玉溪地区产生冰雹天气的天气形势环流特征为两高辐合型、低压环流型、副高南侧偏东气流型3种,物理量特征温度对数压力图为潜在不稳定,K指数最低为36℃,SI指数均在0℃以下;根据昆明CINRAD-CC多普勒雷达观测资料,详细分析了15次冰雹天气过程降雹前雹云的回波强度、回波高度、水平尺度、速度场及液态含水量变化,得出40dBz回波高度在7km,且回波顶高度在9.5km以上,0℃上下层30dBz回波水平尺度之比≥0.6,且随着降雹过程的来临,0℃上下层30dBz回波水平尺度之比逐渐增大,速度场上辐合最大高度应在7km(-10℃层)以上,VIL值逐渐增加时,预示着地面可能产生降雹过程.     

滇西南中尺度对流飑线的移动路径和雷达回波特征

对2004—2014年普洱市多普勒天气雷达观测到的28次飑线过程进行基础数据分析,并对比分析雷达产品.结果表明:滇西南飑线主要发生在3—9月,平均生命史约为3.6 h,82%的初生时段集中在14:00—22:00;飑线路径共有5条,1和4型飑线雷暴单体强度明显大于2、3和5型飑线,后者单体消亡后形成宽广的层状云降水回波,在8~10 km高度层"零度层亮带"呈现不规则状;径向速度存在模糊区、逆风区、中层径向幅合(MARC)、中气旋、回波墙、云顶上冲、穹窿和有界弱回波区(BWER)等特征的出现有利于雷暴单体的加强和飑线的维持;飑线前新生单体强度的增减在一定程度上预示着飑线的加强或消亡;飑线降雹过程主要出现在第1类型飑线中,垂直累积液态含水量(VIL)在49~76 kg·m-2时,降雹几率最大.     

龙岩一次冰雹的雷达回波特征分析

利用模式探空资料和龙岩多普勒天气雷达产品,对2020年4月21日发生在龙岩的冰雹天气过程进行分析。结果表明,此次雹云回波形态先后呈现出椭圆形、"S"形和弓状,具有回波强度强、强回波区面积大、维持时间长的特点,并出现有"V"形缺口、低层弱回波区和其上的强回波悬垂等超级单体特征;速度场出现逆风区、中气旋、低空急流等;风廓线产品中,中层干冷空气的入侵有利于雹云的剧烈发展。     

石河子垦区一次成功防雹的案例分析

通过利用常规气象探测资料、自动站资料和石河子CINRAD/CC多普勒天气雷达观测资料,对2013年7月23日发生在新疆石河子垦区的一次强对流天气进行了分析。结果表明:这次强对流天气发生在西伯利亚至巴尔喀什湖冷涡东南移天气背景下;不稳定条件表现较好,有利于强对流天气的产生;通过对多普勒雷达的回波演变分析得出,此次强对流天气的强中心强度为58d Bz,50d Bz强回波区高度高于当天-20℃层,形成了非常有利的产生冰雹条件;低层辐合,中低层是辐合和辐散的共轭体"逆风区",高层辐散,是对流单体进一步发展和增强;通过提前和及时的人影防雹作业,使对流单体在石河子莫索湾垦区的前沿减弱,并产生降水,有效的防止了强对流天气对石河子垦区农业的影响。     

利用相控阵雷达对2020年5月闽南一次降雹过程分析

利用厦门翔安X波段相控阵雷达,结合厦门海沧S波段双偏振雷达、风廓线雷达等多源观测资料,对2020年5月闽南沿海一次罕见大范围降雹过程进行了分析。研究表明,此次过程是一次发生在副高边缘暖湿气流控制下低层暖强迫型强对流,午后西南风超低空急流的建立极大改善了水汽及不稳定条件,地面冷锋入倒槽触发大范围强对流。相控阵雷达分析表明,降雹单体伴有低层钩状回波、有界弱回波区和回波悬垂。双偏振特征显示,冰雹的差分反射率因子(ZDR)与差分传播相移(KDP)在零值附近,相关系数(CC)低,有明显差ZDR柱。降雹阶段,强反射率因子迅速下降,ZDR柱消失,低层KDP与CC快速减小。相较于传统双偏振雷达,相控阵雷达时空分辨率高,可以更快捕捉到强对流单体云微物理特征变化,为冰雹预报预警业务提供参考。     

安义一次微型超级单体冰雹回波特征分析

为了提高对微型超级单体冰雹回波的识别能力,使用天气资料、雷达拼图资料和PUP产品等资料,采用天气学、雷达气象学等原理及方法,对2022年3月14日安义微型超级单体冰雹进行回波特征分析,结果表明：1)微型超级单体可以产生冰雹、雷电、强降水、雷暴大风等灾害性天气。2)产生冰雹的大气层结极不稳定,并具备“上冷下暖”“上干下湿”显著特征;在冷锋、低槽、切变线等天气系统配合下,也有可能产生冰雹等强天气。3)冰雹回波强度达60 dBZ左右,有明显的云砧回波与强回波梯度,55 dBZ与60 dBZ强回波顶高达8 km和5 km,垂直积分液态水含量VIL达45～50 kg/m²,并伴有正负速度对特征。分析结果为安义早春冰雹天气的监测预警提供了分析依据。     

山东两次强对流天气中尺度对流系统的闪电特征分析

利用闪电定位资料叠加红外辐射亮温(TBB)、雷达资料,分析了山东连续两次强对流天气过程中出现的两个中尺度对流系统(MCS)、飑线、超级单体的闪电特征,结果表明:两个MCS正地闪比重很大,强盛阶段能达一半左右。地闪多分布在TBB小于220 K、对流发展旺盛且TBB梯度大的地带,地闪的分布可以很好地指示对流区;总地闪的变化与TBB极值和降水量有对应关系;对流云合并促进2016年6月14日中尺度对流系统(MCS)强烈发展,使其在初生发展阶段正闪居多并降雹。飑线中地闪多位于强回波区附近35~45 d Bz中;初生发展阶段地闪多集中于对流区,正闪多分布于云体倾斜度大的区域;成熟阶段地闪向层云区转移,多集中在低层入流边界后部,后侧入流急流上。超级单体在降雹前及降雹初期以正地闪为主,降雹前地闪频次迅速降低;降雹后,单体下沉气流增强且质心下降引发地闪猛增,最大反射率与地闪频数的变化趋势基本一致;最大反射率和回波顶高维持大值与地闪频数的骤减可以作为冰雹预测的指标。     

一次低层冷空气触发下的局地强对流过程分析

从环流背景、影响系统、物理量条件、雷达产品四个方面,对2019年4月10日福州地区局地出现冰雹、雷雨大风等强对流天气特征进行了分析。结果表明,①本次局地风雹过程,回波在锋前暖区、闽中山脉附近发展,海上南下冷空气与暖空气的交汇及925hPa三支气流的辐合作用下迅速加强;②过程发生时地面高温高能,静止锋与地面热低压相结合触发强对流发展;③涡度锋区和θse锋区与冷空气南下的位置对应,强对流发生在Δθ_(se)(500-850)负值中心附近,能量锋有利于激发释放大量不稳定能量,易产生强对流天气;④在回波发展的成熟阶段,雹暴最强回波达到70dBz以上,VIL最大值55kg/m~2。VIL在降雹前出现跃增,-20℃层高度回波强度超过50dBz,单体结构出现明显的前倾,并具有回波悬垂、有界弱回波区、三体散射长钉等回波特征,但0℃层高度相对于福建春季降雹略偏高,所以此次冰雹不大,局地性强;⑤在强对流监测预警中,关注雷达的风暴追踪产品,其对冰雹的预报具有很好参考价值,提前量10分钟左右,主要对下游地区的指导意义较大;⑥分析中尺度系统时,当该系统距离最近的探空站超过20km,尤其是有锋面存在时,对t-logp的订正要用该区域本站的要素进行修正。     

冰雹天气的时空分布特征

使用1954~2015年新疆石河子垦区60多年的人武部防雹作业记录资料、石河子地区灾害大典、石河子气象局的冰雹记录资料进行了统计分析得出,石河子垦区冰雹天气的发生在70年代末至80年代为高峰期,90年代为平稳期,2000年后为跃增期,2012年后冰雹天气发生逐渐减少;冰雹天气主要发生在5月至8月期间;其中强冰雹天气在5月第2候至8月第5候为冰雹天气高发时期,占总冰雹发生次数的98%;强冰雹天气大多发生在午后到晚上时段;根据石河子垦区历年雷达资料统计分析,总结了石河子冰雹天气的5条主要移动路径。     

定西地区冰雹云和雷雨云雷达回波的统计分析

产生冰雹 ,雷雨的云体都为对流云 ,其出现的天气背景有相同点 ,也有不同点 ,而且有着明显的地区特点。天气雷达可探测到许多对流云降水的雷达回波。但如何在实际工作中迅速识别出冰雹云和雷雨云的回波性质 ,对造成强烈灾害的强对流天气及时做好预报服务工作 ,确有着重要意义。因而 ,我们对华家岭天气雷达在 1991- 1996年六年中所探测到的回波资料进行了统计分析 ,按地面记录的天气现象和降水资料来判别分类。共选取冰雹云回波得 70次 ,雷雨云回波 91次 (一个回波系统生消的过程算一次 ) ,从中得出了一些规律性的结论。1　影响对流云降水回波…     

宜春北部一次冰雹过程雷达回波特征分析

为提高县级台站对冰雹天气的识别和预警能力，使用常规天气图和宜春SA雷达数据等资料，采用天气学、雷达气象学方法，对2021年3月30—31日江西宜春北部罕见大冰雹天气过程进行分析，结果表明:1)西南急流、地面倒槽、切变线、暖脊、“上干下湿”不稳定层结是主要影响天气系统，属于典型暖区强对流天气形势;)在雷达拼图上，30日冰雹是超级单体，呈孤立椭圆状; 31日冰雹是回波带上的超级单体，呈带上强单体形态; 3)在雷达PPI产品上:超级单体风暴组合反射率CR达65 d BZ，回波顶高ET达17 km，垂直积分液态水含量VIL为55～60 kg/m²，能够识别出中气旋M和龙卷涡旋结构TVS; 4)在反射率因子垂直剖面RCS上:30日孤立超级单体存在明显的有界弱回波区（BWER）、回波悬垂和中气旋特征; 31日回波带上超级单体存在明显的悬挂结构回波和虚假旁瓣回波顶; 5)在径向速度垂直剖面VCS上:超级单体存有中气旋结构和上正下负速度层。研究结果为江西宜春北部冰雹天气的预警预报提供了理论依据。     

三明市冰雹天气特征分析

利用常规观测资料、三明市区域站资料及多普勒雷达资料,对近23年发生在三明市的冰雹天气过程进行时空分布特征分析、天气形势分析及多普勒雷达特征分析。结果表明,三明市冰雹天气分布为西北部出现的概率大于东南部;冰雹天气年际变化较大;冰雹的月际变化具有明显的季节性特征,春雹比较频繁,其次是夏雹,冬季冰雹较少,秋季最少。三明市系统性冰雹天气过程的主要环流背景分别为斜压锋生类型、低层暖平流强迫型,其中斜压锋生类型最常见,更有利于冰雹的产生。0℃层高度、-20℃层高度、K指数、可降水量和高空垂直风切变等参数对冰雹的发生具有指示意义。冰雹雷达回波的主要特征有飑线、三体散射、弱回波区、多普勒速度辐合等,弱回波区最常见。当回波强度超过65d Bz、强回波核高度超过6.3km、回波顶高超过11km和垂直积分液态含水量超过38 kg/m2,出现冰雹的可能性非常大。     

奎屯河流域一次冰雹天气的特征分析

通过2007年5月13日奎屯河流域一次冰雹天气的环流形势、雷达回波特征,讨论和分析这次降雹天气过程的特性及人工干预时机的选择。