一次罕见的致灾飑线天气雷达回波分析

使用MICAPS资料、江西强天气监测数据、江西WebGIS雷达拼图数据和江西自动站等数据,采用数据统计、形态分析、个例对比等方法,对2019年3月21日江西上饶强飑线过程进行分析。结果表明:1)飑线是在低层暖湿、中层干冷,不稳定的大气层结以及江南暖倒槽发展、地面中尺度辐合线、低层切变线、急流共同作用下产生的,前期属于槽前暖平流强迫类强对流,后期冷锋强迫抬升转为斜压锋生类强对流;2)对流回波带发展成弓状回波结构后,回波强度CR可达60～70 dBz,弓状回波带中段前沿向前突出,移动速度达到110 km/h,带来雷暴大风、冰雹、强雷电和短时强降水等强对流天气;3)对流风暴前端大的回波梯度、快速移动的弓状回波,以及明显的悬垂结构、强的VIL都是容易造成雷暴大风、冰雹和短时强降水的雷达回波典型特征。     

一次飑线过程的双多普勒雷达风场反演分析

为揭示飑线发生过程中内部中尺度风场的演变特征,利用江苏连云港和盐城的多普勒雷达资料,采用双多普勒雷达风场反演技术,对2012年5月16日江苏中北部的一次弱弓形飑线过程进行了综合分析。结果表明:飑线后方入流最早出现在系统后部的层状区中,在飑线中段的中尺度涡旋对和地面冷池的共同作用下,后方入流向前延伸并穿过对流区下沉到达地面;飑线后方入流把云外干冷环境空气带到系统内,加剧降水粒子的蒸发冷却过程,促使地面冷池及其外流的加强;后方入流与地面冷池外流的耦合是地面大风生成的主要原因。     

2017年4—8月江西9次飑线天气诊断分析

基于常规天气资料、江西WebGIS雷达拼图、欧洲中心格点物理量等资料,对2017年4—8月江西9次飑线天气过程,采用对比统计与形态分类方法进行诊断分析.结果表明:高层冷槽叠加在低层暖中心之上,上冷下暖造成大气层结不稳定;同时低层切变线配合地面低压或倒槽中的辐合上升运动,触发对流不稳定能量释放而产生中尺度飑线系统.在热力不稳定和垂直风切变的环境条件下,飑线至西向东移动发展加强,沿途产生雷暴大风、冰雹、短时强降水等强对流天气.在预报雷暴大风时,比湿场、假相当位温、K指数、沙氏指数、风暴强度指数的指示性比水汽通量、相对湿度、抬升指数要更有参考意义.在雷达拼图上,飑线表现为带状回波结构特征,有飑线带状回波、弓状回波带和回波短带等多种形式变化.对于江西飑线的预警预报有明显参考价值.     

华东地区一次飑线过程的地闪演变特征

为深入了解飑线的触发机制和其地闪活动演变特征,本文利用全国地闪定位资料、常规气象观测资料、雷达资料,分析了发生在安徽和江苏地区的一次飑线过程的天气背景、地闪时空分布特征及其与雷达回波之间的关系。结果表明,飑线的发生依赖于"下湿上干"的不稳定大气层结,低层的辐射逆温层加剧了不稳定能量的积累,槽前高低空急流和副热带高压带来了充足的水汽和热量,同时低涡和切变线提供动力条件。此次飑线过程中,负地闪占主导,一般集中于45~55 d BZ的强回波区,而正地闪更容易发生于强对流中心外围30~45 d BZ的次强回波区内,负地闪和正地闪的频数演变特征在飑线成熟阶段基本一致,但正地闪在对流云体减弱时却显得相对活跃。地闪活动集中于回波顶高8~14 km且40 d BZ回波顶高突破了0℃层结高度尤其是突破了-10℃的区域。随着对流系统的减弱负地闪的发生位置更加趋近于强回波中心,而正地闪主要分布于回波单体之间的过渡区,对单体的对流强度要求较负地闪要低。     

对河南省安阳市一次强对流天气的多普勒雷达资料的分析

利用濮阳雷达站的新一代多普勒雷达产品,结合高空和地面观测资料,分析了2013年8月11日傍晚出现在豫北地区(安阳)的一次强对流天气过程.结果表明:这次天气以是灾害性大风为主,伴随有雷电和短时强降水,局地还有冰雹出现的强对流天气;此次强对流的主要影响系统有副热带高压、500 hPa低槽、中低层切变线和地面冷锋,低层垂直风切变和较强的层结不稳定有利于弓形回波的产生;反射率因子图显示系统为一个典型的弓形回波带,顶部回波最强,同径向速度图均表现出明显的"V"型缺口;雷达资料分析表明,中尺度涡旋(M)、垂直液态水含量(VIL)和回波顶高度值(ET)对雷雨、冰雹和地面破坏性大风等强对流天气有很好的指示作用.     

一次多单体风暴和弓形回波过程的多普勒雷达探测特征研究

2006年5月8-9日,受中低层切变线和地面低压倒槽影响,浙江省西部及中北部地区出现了大范围的暴雨和地面大风天气。根据宁波和温州2部WSR-88D天气雷达提供的产品分析发现,8日08时至9日13时的大暴雨过程主要表现为3次多单体风暴的生成、发展加强和减弱消亡过程;9日16时至23时浙中地区自西向东出现的短时暴雨和地面大风天气是一次典型的弓形回波过境影响过程。     

滇东北2次飑线过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,对比分析了发生在滇东北的2次飑线过程.结果表明:边界层辐合线是强对流产生的触发系统,山脉的抬升作用有利于强对流的产生和发展.2007.6.14飑线发生在冷锋前暖区中,以大风冰雹天气为主.2009.6.19飑线发生在冷锋前沿,前期以大风冰雹天气为主,后期出现强降水.雷达回波上2次飑线都出现弓形回波特征和前沿低层辐合区,但2007.6.14飑线表现为单体弓形回波,直接产生大风冰雹天气.2009.6.19飑线表现为弓形回波复合体,并伴有中气旋出现.飑线右前侧超级单体是产生强对流天气的直接系统.飑线前沿低层辐合区的长时间维持导致大范围强降水出现.     

一次影响靖安的飑线天气过程分析

使用地面自动站观测资料、常规气象资料、FY-2G逐小时红外卫星云图、多普勒雷达拼图资料等,采用天气学诊断分析、中尺度分析、形态分析等方法,对2018年3月15日影响靖安的一次飑线天气过程进行分析。结果表明:1)飑线上的强单体回波造成靖安县国家站18:14出现了极大风速18. 1 m/s的雷暴大风,18:24-18:50出现了冰雹,冰雹最大直径30 mm,18:00-19:00出现了1 h 42. 4 mm的短时强降水并伴有强雷电。飑线过境时,伴有由2个≥10 mm/10min超短时强降水组成,风向突变,风速加大并出现雷暴大风,气压上升,相对湿度上升,气温迟后几分钟快速下降。2) 500 h Pa阶梯槽向东发展移动,呈前顷结构,利于热力和动力不稳定增长;较强的西南暖湿气流,低层湿舌向东北伸展,NE-SW走向的地面辐合线有利于飑线生成、维持和发展。逆温层积累了大量不稳定能量,零度层高度3 409 m,-20℃层高度6 615 m,非常有利于冰雹的生成。3)飑线单体排列趋向紧密,回波强度达到60～65 d Bz,中部向南弯曲,弯曲段回波单体强度达70 d Bz。飑线回波带的特征主要有两点:一是由多个单体回波紧密排列成带状的回波带或短带形式;二是回波带上强回波单体或超级单体结构。     

“2013.03.19”冰雹飑线天气过程分析

利用常规气象探测资料和多普勒天气雷达产品,对2013年3月19日在江西发生的一次强冰雹天气过程从天气形势、雷达回波演变特征等几个方面进行了综合分析。结果表明:本次飑线天气过程是在江西省典型天气形势背景下发生的,深厚的高空低槽、低层切变、地面处江南倒槽中。本次天气过程前,水汽条件充足,储备了大量的不稳定能量;这次冰雹天气出现在对流不稳定层结条件下,0℃层和-20℃层的高度适宜。多普勒雷达能很好地监测冰雹天气的发生发展演变过程,大于60 d BZ强回波区和悬垂结构及逆风区的出现,垂直累积液态含水量(VIL)增加等都对冰雹天气的出现具有指示意义。     

云南南部一次大范围飑线天气过程的诊断分析

利用常规气象资料和多普勒雷达资料,对2004年4月13日17时至24时发生在滇西、滇南和滇东南的大范围飑线天气过程进行分析,揭示了产生飑线天气的环流形势和影响系统,并从短期、临近预报角度对这次飑线天气过程归纳出预报指标,得出了飑线所引起的强对流天气的落区及各要素之间的关系,揭示了此次飑线的发生、发展和演变情况,以及飑线天气出现时天气和要素变化情况,为更好地提高预报飑线天气的准确率提供一定的参考.     

高山雷达对低纬高原飑线的分析研究

 利用云南德宏新一代天气雷达飑线资料,同时结合另5次飑线个例,对比国内外一些研究成果,初步得出低纬高原飑线天气的一些中尺度指标.以德宏2006年7月17日飑线过程为例,分析了回波强度、回波速度场、气流的分布、地面风速等特点.结果表明:高低空急流是产生飑线灾害天气的重要因素;雷达强回波的中心强度、顶高等参数与天气过程存在较好的对应关系,可作为临近趋势预报的指标;按伯努里方程Δp/ρ=ΔV²/2可较好地估计地面风速,但需考虑地形影响和飑线方向的影响.结合雷达反演降水和德宏高密度雨量站资料,可看出飑线的强降水区域几乎都是其后部稳定的25～40dBz左右的稳定层状云回波造成的.     

贵阳地区一次春季暖切变型飑线的云图分析

利用GMS-5卫星红外、水汽图像及TBB等值线和常规资料叠加,对贵阳地区2001年4月19日发生的一次暖切变型飑线过程云图演变特征和触发机制进行分析,发现:发展成熟的飑线为带状;冷云区(TBB≤-32℃)面积最大时,云顶最低亮温不是生命史的最低亮温;强对流天气出现在MCS开始形成到冷云区面积最大时的时段,剧烈天气出现在TBB等值线密集区;飑线是在地面暖湿气团和暖干大陆气团分界限即干线上形成的;水汽图像暗区与较浅灰暗区交汇处和交汇时间对MCS形成位置和时间有一定指示作用.     

一次典型MCC卫星云图及雷达回波特征分析

2010年6月19日夜间,贵州北部普降暴雨及大暴雨,分析认为,这是由位于贵州中北部、重庆南部的一个中尺度对流复合体(MCC)造成的.利用常规的micaps观测资料、自动站资料及卫星tBB和雷达资料分析了这次MCC的云图和回波特征,结果表明,这次MCC系统造成的降水范围大、雨强强、分布较集中,卫星云图上tBB最小值达-90℃以下,-80℃冷云区面积和MCC的总降水量存在一定的正相关,-80℃冷云区面积越大,MCC总降水量也越大.MCC在雷达回波上表现出一条类似飑线的带状回波和零星的块状回波,带状回波造成的降水强度大,常常造成暴雨和大暴雨.     

毫米波雷达回波信号去噪系统设计

毫米波雷达的回波信号去噪系统以DSP芯片为核心，辅以数模转换及控制部分，包括与PC机的通信，用DSP实现主要的去噪算法．由于回波信号是非平稳的，传统的傅氏变换去噪效果不好，所以采用一种小波均衡阈值法对其去噪．实验结果表明，信噪比及最小均方误差均得到改善．     

炮瞄雷达回波模拟器的设计

介绍利用复杂可编程逻辑器件CPLD和直接数字合成专用电路DDS,设计雷达信号回波模拟器的硬件系统.该系统能够模拟雷达的回波信号,代替实际目标来检测雷达的性能,减少了雷达系统的设计周期.AD9858芯片的利用,进一步使该解决方案的速度加快,满足了低相位噪音、快速频率切换等要求.     

炮瞄雷达回波模拟器的设计

介绍利用复杂可编程逻辑器件CPLD和直接数字合成专用电路DDS,设计雷达信号回波模拟器的硬件系统。该系统能够模拟雷达的回波信号,代替实际目标来检测雷达的性能,减少了雷达系统的设计周期。AD9858芯片的利用,进一步使该解决方案的速度加快,满足了低相位噪音、快速频率切换等要求。     

一次江淮飑线天气过程的边界层湍流输送特征

为了充分了解飑线冷池、湍流动能及湍流输送的特征,利用中尺度天气预报数值模式,对2014年7月12日江淮地区的一次飑线过程进行了数值模拟,分析其边界层冷池、湍流动能和湍流输送特征。结果表明:飑线处于发展期时冷池作用较小,随着飑线系统的增强,冷池作用逐渐显著,对环境风的阻碍作用加强,其前沿辐合加强,有利于触发新对流;飑线发生前,浮力项为边界层湍流动能的主要产生项,湍能随高度减小;飑线系统过境时,切变项为主要湍能源,在边界层高层时较大;飑线对流前的晴空区域内,边界层湍流运动向下输送动量,补充边界层摩擦损耗;飑线强对流影响的区域内,近地层湍流运动向上输送动量,减弱了大风的影响;向上较大的潜热、感热通量增强低层的大气不稳定性,有利于强对流系统的发生发展。分析表明,边界层湍流输送与飑线系统的演变过程密切相关。     

Numerical simulation of the radar echo from a ship in ocean clutter

A comprehensive approach which combines the generalized forward-backward method (GFBM) with the spectral acceleration algorithm (SAA) is developed. The angular radar echo from a rough ocean surface with a ship present, and with the transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) components incidencing at low grazing angle, is numerically simulated; and its functional dependences upon the polarization, observation angle, sea surface wind speed, ship location and other parameters are analyzed.     

船载高频地波雷达的一阶海洋回波分析

为了拓宽便携式高频地波雷达(OSMAR-S)的应用场合,提高其海态监测的能力,通过船载雷达系统走航的方式获取大范围的海洋回波信息.利用实测数据中形态多样的一阶海洋回波谱图,分析了海流、风向和雷达探测张角对回波谱的影响,讨论了径向流速和风向信息提取的可行性.研究结果表明:在船沿岸走航的情况下,海流引起回波谱频点的偏移,风向规律地改变谱图的形态,岸基单站雷达的风向模糊问题得以解决;在船四面环海航行的情况下,单个回波频点存在双到达角和风向模糊的问题.