多普勒雷达资料在数值模式中的应用

本文利用ARPS模式的3DVAR系统和综合云分析系统,成功地将多普勒雷达径向风资料和雷达回波资料加入模式中,分析雷达资料在数值模式短时预报中的作用。通过模拟"718"济南特大暴雨过程,得到如下结论:(1)雷达径向风资料对初始风场调整显著,使其出现明显中尺度特征,积分1h后,对水汽场也有一定的调节作用,但不够显著;(2)雷达反射率资料对初始水汽场调整明显,对定量降水预报和降水落区有很大改进,积分1h后,风场的中尺度特征显著。(3)同化雷达资料的两个试验虽然都与实况略有偏差,但都比非同化雷达资料的试验好。     

一次梅雨锋短时暴雨的诊断和特征分析

使用常规观测资料、多普勒雷达拼图资料、卫星TBB资料以及FNL1°×1°再分析资料,采用诊断分析和特征提取方法,对2014年6月20-21日江西北部出现的梅雨锋短时暴雨进行分析。结果表明:1)强盛的西南气流与低涡后部偏北气流在江西北部对峙是暴雨带稳定的原因;充足的水汽供应、强热力不稳定及强烈辐合上升运动是短时暴雨产生的环境场特征;2)从孟加拉湾、南海的水汽通道,为短时暴雨提供了源源不断的水汽和不稳定能量,强水汽通量辐合带与暴雨带的位置重合;3)暴雨区发生在高θse舌和高比湿舌的南侧;高空短波槽东移加剧了高空锋区的发展,使得锋生更为明显;近地面层冷空气的楔入,增强了不稳定能量的释放,使暴雨区对流性加强;4)深厚的上升运动和强垂直正环流,对低层辐合、降水维持和加强都十分有利;5)TBB图上MCS强梯度带一侧伴随短时暴雨带的出现;6)雷达拼图上"列车效应"是累计降水较大的重要原因,线状对流回波的形成对局地强的短时强降水有指示意义。     

滇西北强对流灾害天气的多普勒雷达回波特征研究

 选取了2006年丽江多普勒天气雷达（CINRAD/CC）投入使用以来观测到的59次强对流灾害天气过程的雷达资料,重点分析了造成短时暴雨和冰雹的雷达各产品特征,初步得出：①触发丽江强对流天气的环境风场;②强回波在雷达速度场中切变类型、分布特征及其与强对流天气的相关关系;③丽江强对流天气初生阶段和旺盛阶段雷达反射率因子形状场、数值场、高度场、垂直累积液态水等指标的特征及其预警临界值;④灾害天气从初生阶段至旺盛阶段回波发展的时间间隔特征.通过分析丰富了丽江周边短时暴雨和冰雹的探测方法,得出部分多普勒雷达研究指标,对滇西北开展灾害性强对流天气的预警预报具有一定的指导作用.     

武汉市城区暴雨的卫星云图和雷达回波研究及其概念模型

使用武汉数字化雷达回波、ＧＭＳ卫星云图、武汉市城区自动雨量站和湖北省地面中尺度观测资料,分析了武汉市１９８７￣１９９６年５￣８月发生的所有暴雨过程,概括了武汉市城区暴雨的卫星云图和雷达回波特征以及中尺度系统活动等,建立了武汉城区暴雨短时预报的概念模型。     

台风“苏迪罗”影响下赣北暴雨成因分析

利用常规观测资料,多普勒雷达资料,自动站5 min观测资料以及数值预报产品资料,从环流形势、动力条件、水汽输送、中尺度系统以及地形特征方面,分析2015年8月8-10日台风"苏迪罗"台风造成赣北极端大暴雨的原因,并对数值预报检验,结果表明:1)"苏迪罗"影响的强降水出现在台风环流中心及其移动方向的右前方,"苏迪罗"登陆后保持暖心结构,造成此次赣北大暴雨的主要影响系统为台风的气旋性环流;2)水汽输送集中在850 h Pa边界层以下,水汽辐和中心在925 h Pa附近;3)雷达回波主要以30~35 d BZ的层状云回波为主,持续时间长,回波顶高低。自由对流高度在1 200 m附近,有利于高效率的降水出现;4)5 min自动站观测资料没有发现风向辐和明显的中尺度辐和线,在赣北存在10~6 m/s的风速辐和,配合赣北山地地形是造成此次大暴雨原因之一;5)数值预报对于极端降水没有预报能力,需要客观订正。     

一次地面辐合线突发局地短时强降水特征分析

为了研究局地短时强降水天气的特征,使用MICAPS天气资料、南昌探空资料、宜春SA天气雷达等资料,对2020年6月8日新余局地暴雨天气过程进行分析,结果表明:暴雨天气过程是由突发性局地短时强降水造成,降水系统移速较慢、长时间维持、降水效率高,出现20 mm/h以上的短时强降水.地面辐合线是形成局地短时强降水的触发机制,降水系统随着地面辐合线的移动;辐合线移动过程中存在气旋性环流,导致系统移速缓慢,形成局地暴雨.新生云系如果出现合并现象,往往会快速地发展加强形成强天气.回波基本上沿地面辐合线排列和移动,在移动过程中还伴随回波单体的新生、发展、合并、减弱等过程,短时强降水发生在回波发展合并过程中.雷达剖面分析得出回波强度在垂直上发展的比较均匀,强回波中心分布在6 km以下高度上;水汽大部分集中在地面与5 km融化层之间,这种回波特征适合产生高效的降水.这些特征为新余短时强降水造成的暴雨天气提供了理论依据.     

2020年春季莆田市一次暴雨成因初探

应用ERA 50.25°×0.25°逐小时的全球再分析资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐六小时的全球再分析资料、雷达回波资料和常规观测资料,从环流背景、中尺度特征和物理量场特征分析以及对各家模式降水预报进行检验,探讨莆田市一次暴雨的发生机制。结果表明,莆田市2020年5月21日发生的暴雨过程是低涡型降水,降水主要位于低层西南风和东南风形成的切变线附近,且暴雨过程的发生与中尺度系统密不可分,受地面辐合线的地形共同影响,莆田出现集中的降水时段;与低空急流对应的低层正涡度中心是降水加强的一个重要指标,θse的锋区与冷空南下的位置对应。大雨以上的降水全球模式的参考性较大,但是暴雨预报能力还是较差,暴雨落区和多模式的一致性都不好,区域模式大雨以上的降水参考性较差;日常预报中要注意从中尺度和物理量进行全面分析,加强多源数据应用,加强风廓线雷达、雨滴谱仪、自动站等非常规资料的监测、应用及检验。     

一次赣北强暴雨过程特征分析

使用天气实况资料、雷达资料和卫星云图等资料,对2014年5月14日江西北部强暴雨过程进行分析,结果表明:1)天气形势特征是中高纬为西高东低,北纬30°附近多短波槽活动;2)中低空急流和低层切变是这次暴雨过程的主要中低层影响系统,暴雨带位于700 h Pa急流轴左侧和850 h Pa切变之间;3)水汽来源主要是850 h Pa以下的低层;4)雷达回波特征主要是以块状回波或点状回波合并形成的短带回波为主,它们整体又排列成较长的近似飑线的中尺度不连续带状回波;5)短带回波在形成发展过程中带来的降水强度最大,对强降水和暴雨预报有一定的指示性;中尺度不连续带状回波和高空低槽盾状云系后部中尺度云线的移动及其强度变化能为暴雨落区预报提供一定的参考依据。     

昆明市两次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达、地面自动站加密资料及NCEP再分析资料,对2017年7月20日和2019年7月20日发生在云南省昆明市主城区的两次局地短时暴雨天气进行对比分析.结果表明,两次过程均是在两高辐合、低层切变影响背景下产生的,不稳定层结、充沛的水汽条件和地面中尺度辐合线为短时暴雨提供了热力不稳定、动力抬升和水汽条件."19.7.20"过程的水汽条件,垂直上升运动较"17.7.20"过程更明显,因此短时暴雨的强度和范围更大.雷达资料显示,"17.7.20"过程以层状-积云混合降水为主,强回波发展较高,"19.7.20"过程以层状云降水为主,为低质心降水结构,两次过程对流回波在昆明主城上空不断加强发展,移速缓慢,持续时间长,速度图上有小尺度辐合区,对强降水的维持和加强有重要作用.地面中尺度辐合线对强降水的发生有1～2 h的提前预报实效,主城特殊的喇叭口地形对降水的增幅作用明显.     

一次赣中区域性暴雨成因及闪电特征分析

利用常规气象资料、多普勒雷达资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2019年6月8—9日赣中区域性暴雨过程从天气实况、天气形势、影响系统、中尺度特征等方面进行了综合分析。结果表明：1）本次暴雨过程强度强,出现了5站特大暴雨,最大小时雨强77.3 mm,强降水过程中均伴有明显强雷电,以云地闪和负闪为主,强雷电较短时强降...     

2010年夏季西乡强对流天气分析

通过对2010年8月1日西乡县出现的短时雷暴及短时暴雨过程分析,表明前期大环流形势是处于两高之间的低槽区,中、低层有低值系统发展,同时具备大气层结不稳定以及能量不稳定条件是强天气发生的充分条件。在新一代多普勒天气雷达回波上,雷暴云经历了一个生成、移动、发展、消散的过程,并在移动、发展、消散过程中地面出现强降水天气,符合中小尺度天气系统的生命史特征。     

2009年7—8月镇巴连续大暴雨中尺度和雷达回波分析

利用2009年7月31日至8月1日自动站资料、探空和多普勒雷达回波资料,洋细分析了镇巴连续性大暴雨的雷达回波特征及中尺度系统活动与暴雨的对应关系,揭示中尺度和地形是造成大暴雨的直接原因。     

鲁北沿海一次强冰雹天气过程的诊断分析

利用本站多普勒雷达观测资料,结合高空环流形势,对2008年6月25日鲁北沿海地区强烈冰雹天气过程进行诊断分析,研究发现:在低涡背景下高空西北气流带来的冷空气,垂直风切变明显;雷达回波分析显示此次天气过程是一次超级单体风暴,有一个中等强度的中气旋,最大转动速度达25.1 m/s,地面风速达18.0 m/s;液态垂直含水量(Vertieally Integrated Liquid Water,VIL)的演变对冰雹预报有很好的指示作用,在短时预报中VIL因子可作为冰雹预报的指示因子。     

长汀县2009年7月3日暴雨天气过程分析

利用天气图实时资料、数值预报产品、多普勒雷达图等从环流背景、物理量场诊断、雷达回波强度和速度等方面进行分析,结果显示这次暴雨过程是在高空低槽缓慢东移、冷空气扩散南下、中低层切变缓慢南压、低空西南急流稳定维持条件下,充沛的水汽条件、不稳定的能量的连续释放,较长时间的系统维持造成的。     

2012年昭通冰雹过程雷达回波特征综合分析

 利用昭通多普勒雷达资料和区域自动站资料,对2012年昭通雷达探测到的4次冰雹过程进行了综合分析,发现2次冰雹过程属于超级单体风暴,在多普勒雷达回波上都出现了钩状回波和中气旋.另2次冰雹过程属于带状回波冰雹.2次超级单体风暴中气旋均早于钩状回波出现,速度场特征早于强度场特征15～20min,有利于判断风暴的形成和进行风暴的短时预警.超级单体回波强度和对流发展高度都高于带状回波,因而超级单体冰雹灾害强度和面积远大于带状回波冰雹.超级单体风暴移动方向在盛行风向的右侧20°～30°,都是右移超级单体风暴.环境风场特征是决定超级单体风暴移动路径的重要因素,对超级单体风暴冰雹的临近预报有指示作用.低层辐合区和逆风区有利于带状回波的发展和维持.     

松桃县“7·15”特大暴雨综合诊断分析

利用Micaps常规资料、区域自动站资料、探空资料和雷达资料等,对松桃县2015年7月14日夜间到15日白天出现的特大暴雨天气过程进行分析,得到如下结论:本次特大暴雨是在有利的大尺度环流背景下发生的,高空槽及高原低槽东移,带动槽后冷空气南下,与中低层地涡切变线东南侧的西南暖湿气流相互作用;较大的CAPE值、大气层积不稳定、湿层厚度较大是强对流天气得以发生、发展的基本条件;孟加拉湾水汽通道的建立为本次特大暴雨提供了强有力的水汽源,低层水汽辐合,高层水汽辐散和强烈的垂直上升运动为特大暴雨区提供了充足的能量供应;从雷达图和TBB图的演变来看,较强的雷达回波反射率因子、对流云团强烈发生和稳定少变是造成本次降水强度较大的原因。     

三门峡市2012年7月4日短时暴雨过程诊断分析

基于常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和三门峡多普勒天气雷达资料,对2012年7月4日三门峡暴雨的环境条件、散度涡度场和中小尺度特征等进行了分析.结果表明:大暴雨过程中低层辐合高层辐散,促进气旋式涡度增加,上升运动增强;反之亦然.中层波动使得中低层辐合和中高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动.西南暖湿气流北上受弱冷空气阻挡在三门峡地区堆积,为暴雨提供水汽和能量.南下的弱冷空气与辐合线和低层切变线组成强有力的触发抬升机制.暴雨期间多普勒天气雷达反射率因子、径向速度和风廓线产品,跟踪暴雨前后垂直方向风的变化和辐合系统,在强降水的临近预报中有较高的参考价值.     

滇东一次局地特大暴雨的中尺度特征和地闪特征分析

 利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对2010年6月25-26日发生在马龙的一次局地特大暴雨过程进行分析,结果表明:高层冷空气和低层暖湿气流在滇中以东地区交汇,形成明显的辐合是本次局地特大暴雨过程的主要影响系统.多普勒雷达上表现为2条带状回波合并加强,后部小单体快速东移合并入同一地点,在马龙上空形成明显的"列车效应",中尺度低空急流和逆风区的出现使得抬升辐合运动加强,触发了马龙上空对流不稳定能量的释放,产生了特大暴雨.卫星云图上,多个MCS合并为中-β尺度对流云团再发展为中-β尺度对流云带,产生强降水的过程始终保持较大面积的低于-60℃的冷中心,冷中心长时间在马龙上空维持.暴雨过程伴随着频繁的地闪活动,地闪密集地出现在单体回波合并后的强回波区域、对应着径向速度≤10 m/s的辐合区和逆风区后部及≥15 km的回波顶高位置,TBB和地闪的峰值超前于强降水1~2 h.     

2019年7月10日四川一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析

利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析.结果 表明,四川上空500 hPa由"槽后脊前"转"槽前脊后"的环流形势有利于...     

多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。