滇南中小尺度灾害天气的多普勒统计特征及识别研究

利用普洱CIND3830-CC新一代天气雷达资料、地面观测资料、探空资料,对2004—2009年滇南普洱、西双版纳典型的中小尺度强对流天气的多普勒雷达回波特征进行统计分析,总结冰雹、大风、短时强降水的识别方法和预报指标。结果表明：冰雹云初始回波中心强度在40 dBz左右,高度在5 km左右,接近0℃层高度。冰雹云径向速度≥10m·s^-1,辐合特征明显,97%的移速≥30 km·h^-1,中心强度为55～69 dBz。97%的冰雹云的45 dBz回波顶高≥7.5 km,92%的冰雹云的45 dBz回波顶高超过-20℃层高度;大风回波可分为4种类型。96%的大风回波径向速度≥10 m·s^-1,50%的辐合特征明显,85%的移速≥30 km·h^-1,大风回波中心强度为30～55 dBz;强降水回波的辐合特征明显,79%的回波径向速度〈10 m·s^-1,85%的移速〈30 km·h^-1,回波强度集中在40～45 dBz,高度集中在6.5 km以下,强中心高度低于4.5 km,85%的强降水回波移速〈30 km·h^-1。这些特征可为短时临近预报提供参考。     

短时强降水特征统计及临近预警

利用多普勒天气雷达、探空和逐小时降水量资料,对2010 2012年,滇西南普洱、西双版纳537次短时强降水天气过程进行统计分析,建立三种短时强降水概念模型,分别是:低质心弱辐合型短时强降水、低质心辐合型短时强降水、高质心短时强降水。对比分析了不同类型短时强降水的强度特征、移速特征、生命期特征、垂直风切变特征等,探讨了辐合作用与强降水维持时间的关系、辐合切变量与雨强的关系、D_(VIL)与降水量的关系。并得出预警方法:满足如下条件时,出现短时强降水的可能较大:(1)低质心强降水中,回波无倾斜特征,强度以40~45 dBz为主,强度从低层到高层维持或缓慢减弱,大部分回波的H_((40dBz))≥H_0,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.67 h(辐合切变量≥2.2 m·s~(-1)时,累计长度/回波移速≥0.50 h),预报提前时间30~40 min。(2)高质心强降水中,强回波边缘存在宽≥3 km、强度为40~45 dBz的回波,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.47 h,预报提前时间28 min左右。此外,对短时强降水成因进行了探讨。     

2002年陕西冰雹特点及雷达回波特征

通过对 2 0 0 2年陕西冰雹天气分析 ,发现全省具有降雹次数偏多、分布地区广、雹灾严重等特点。对冰雹雷达回波特征的初步分析表明 ,典型的冰雹云回波特征较少 ,而由飑线造成的对流云相互碰并增强产生冰雹是 2 0 0 2年冰雹云的主要特征。     

河南省冰雹短期预报方法研究

利用1999—2010年共45个冰雹日个例(全省同一天有≥2站出现冰雹),分析冰雹日高低空、地面形势特征和降雹落区,发现降雹与500 h Pa环流形势关系密切。因此依据冰雹日08时500 h Pa高空形势及对流层低层的特点,将河南省冰雹天气形势划分为西北气流型、东北冷涡型、华北冷涡型及低槽型4个天气类型,并依据不同的天气类型给出可能发生冰雹的大致落区。由于冰雹的形成除有利的天气形势背景条件外,还必须具备低层水汽辐合、大气不稳定层结、触发机制3个基本条件,因此本文进一步对河南省冰雹日当日500 h Pa低槽低涡位置、地面冷锋位置、地面温度、露点温度、探空资料等进行分月统计,获得冰雹预报的判别指标。基于以上条件,引进中国科学院大气物理研究所研发的完全弹性三维冰雹云模式,依据河南省内及周边的共7个探空站资料制作河南省的区域客观预报。通过4个月的业务应用,发现利用micaps实时资料并结合三维冰雹云模式来预报河南省的冰雹天气,空报率较高,漏报率较低,提高了冰雹的预报时效,为重点防雹作业区争取到了充分的作业准备时间。     

滇南飑线的发生环境及其多普勒雷达回波特征

通过对NCEP资料、常规气象资料和CIND3830-CC多普勒雷达观测资料的统计分析,归纳出滇南普洱市2004—2009年18次飑线发生前的天气形势及物理量场特征、飑线的时间分布特征、飑线的移动路径等。总结了飑线在多普勒雷达图上的基本结构、飑线中强对流单体的基本反射率特征、径向速度特征及天气对应关系,并分析飑线中回波单体的结构与灾害天气类型的对应关系、垂直液态水含量(VIL)的变化与飑线中冰雹的相关关系等。根据灾害类型和飑线中单体的结构将飑线分为5种类型,对飑线的短时临近预报有指导作用。     

甘肃省东部冰雹特征及预警指标分析

利用典型代表年份的90个冰雹个例观测资料,采用统计和数理诊断的方法对冰雹天气物理量参数进行分析,构建了甘肃省东部地区冰雹天气概念模型和冰雹预警指标。结果表明：冰雹事件在时空分布上受到天气系统和地形双重影响,冰雹天气过程分为西北气流型、低槽型和低涡型,占比分别为52%、38%和10%,在地势高、地形复杂的地区更容易产生降雹。92%的降雹出现在13—20时,5—7月占全年发生降雹概率的86%。0℃层高度越高,冰雹在降落过程中融化的越快;回波顶高越高,层结水汽越丰富;强回波顶高越高,水汽越丰富,冰雹云发展旺盛;强回波顶高越接近回波顶高时,对流发展越旺盛。通过对降雹时的最大回波强度、最大回波顶高、最大垂直累积液态水含量(VIL_max)、垂直累积液水密度(VILD)以及K指数、沙氏指数(SI)、0℃层高度、-20℃层高度等物理量进行综合分析所构建的甘肃省东部地区的冰雹预警指标体系可对13 min冰雹临近预警提供定量化的判据。     

黑龙江省冰雹天气气候特征及防雹预警指标

以统计的近40年冰雹资料为基础，分析了黑龙江省冰雹天气分布规律及近年冰雹气候特征的变化。利用天气系统背景、卫星云图、不稳定因子以及雷达回波等指标，为人工防雹天气时机选择和作业方案设计提供了综合预警指标，为省级防雹预警系统提供了新的更接近实况的科学预警依据。     

秦皇岛一次飑线冰雹天气分析

利用常规探测资料、自动站观测资料、多普勒天气雷达资料等对2014年6月26日发生在秦皇岛市的一次飑线冰雹天气过程大尺度环流背景、雷达回波特征及灾害性冰雹大风形成原因进行了分析。结果表明:本次飑线过程是受高空冷涡后部冷空气、低层暖切变共同作用的结果;飑线过境前后,气象要素变化比较明显,风向突变、风力猛增、气压涌升、气温急降、相对湿度上升;本次强风暴影响系统尺度为中α尺度,"弓"形回波结构明显,同时有雷暴出流边界;速度图上的风速大值区、后侧入流、中低层径向辐合及垂直风廓线图中低层风的转变信息等对大风的预警有明显的预示作用,且从雷达四维变分分析可知850 h Pa辐合上升运动较强,中层有干冷空气入侵;回波垂直剖面图上飑线前沿低层存在有界弱回波区,中高层有回波悬垂。     

3.23贵州暖区飑线大风与大冰雹的雷达结构特征分析

利用日常业务常规高空和地面探测、观测资料,地面加密自动站分钟数据资料以及榕江站、贵阳站C波段多普勒天气雷达探测资料,分析了2020年3月23日贵州榕江飑线大风及长顺大冰雹的成因及雷达回波特征 。结果表明：（1）此次飑线大风与大冰雹发生在南支槽前暖区,地面热低压发展推动辐合线移动、低层西南暖湿气流、中层干冷空气、合适的0℃和-20℃高度均为此次飑线大风及大冰雹的产生提供了有利的环境条件。（2）雷达回波大冰雹特征突出：强回波悬垂,有界弱回波区,弓形回波,中心强度强（60dBz以上）且50dBz强回波伸展超过-20℃高度达到9km以上,垂直积分液态水含量最高达到了70kg/m2,连续超过两个体扫VIL≥60kg/m2,回波顶高连续超过两个体扫在15km以上。（3）飑线雷达回波大风特征明显：弓形回波形态特征明显且移动较快,移速约40千米/小时,低层径向速度大,中层径向辐合大风区下传,速度零线通过观测站后大风加速。（4）短临预警业务中,对飑线大风天气,应重点关注低仰角速度大值区、中层径向辐合和弓形带状回波生成后移动发展对下游地区的影响;对大冰雹天气,应重点关注大于50dBZ强回波垂直扩展的高度、VIL和ET高值区的维持等。     

2014年3.19台州冰雹过程中尺度分析

利用常规观测资料、中尺度自动站数据、新一代单站雷达资料及组网拼图产品、FY 2C红外云图产品及逐6 h NCEP再分析资料,对2014年3月19日发生在浙江台州地区的一次大范围冰雹过程进行了中尺度过程分析。研究表明：（1） 通过环境场条件分析和订正后的探空资料诊断发现：台州地区处于下湿上干层结不稳定,在午后地面温度升高、对流有效位能增加、且0~3和0~6 km垂直风切变较大的情况下有利于出现风雹类强对流天气。（2） 根据触发天气尺度对流系统活动的冷锋移动和演变情况,可以将整个过程分为四个阶段,台州雷雨大风和大范围冰雹过程主要产生于第三阶段。（3） 成熟期根据系统的回波形态可以分为飑线形成、弓形回波、雹暴单体爆发三个阶段,在各时段的自动站要素和雷达产品上均表现出与其他时段显著不同的要素特征。（4） 近地层充沛的水汽、较低的抬升凝结高度,南支槽、北方横槽南摆及高空急流出口区左侧造成的系统性抬升,地面冷锋、中尺度辐合线及地形的触发作用,是飑中系统台州地区爆发加强,从而造成冰雹大风天气的主要原因。(5) 地市级预报员充分利用本地自动站传输的时效性优势,开展中分析补充订正业务能有效提升临近预报的质量。     

塔里木盆地西北部一次飑线过程的多普勒雷达回波分析

:利用喀什新一代多普勒天气雷达监测资料和常规天气图,结合2010年7月21日发生在塔里木盆地西北部的一次暴雨灾害,分析了飑线的演变过程,发现强回波进入雷达扫描区就已经呈现出较典型的飑线特征,回波强度能很好地反映飑线发展变化,中气旋的出现与强对流风暴有一定的关系,雨强和垂直累积液态含水量对定时、定点、定量预报暴雨有很好的参考价值,垂直风切变也能反映中小尺度系统的存在。本文重点分析出现在伽师县西克尔库勒镇上空的暴雨形成机制,从而说明了多普勒雷达产品对南疆西部强对流天气的预警、预报有很好的指示作用。     

黑龙江省冰雹天气气候特征及近年变化

利用近40年黑龙江省各气象台站冰雹资料，概述全省冰雹天气气候基本特征，对比统计分析近20年黑龙江省降雹的强度、频率及空间分布规律的特征变化。     

西北地区冰雹监测、预警及防雹指挥业务系统

西北地区冰雹监测、预警及防雹指挥系统包含西北地区冰雹致灾因子数据库、西北地区冰雹天气监测系统、冰雹天气预警系统和防雹指挥系统等。该系统在利用已有研究成果的基础上,使用多普勒天气雷达、卫星遥感、闪电监测等新资料,以计算机网络和软件技术为主要手段,建成了功能强大、方便快捷、内容丰富的开放式冰雹监测、预警及防雹指挥平台。系统具备较好的业务使用价值和推广价值。本文着重介绍该系统的功能和设计思想。     

甘南高原冰雹短时预报的客观相似预报方法

利用相似预报的原理制作了甘南高原冰雹短时预报工具,该方法的实现是通过建立历史个例资料库,寻找相似个例并根据条件判断是否有冰雹,查看历史天气图并与当天实况进行对比,进行人工判断,增加新的冰雹个例4部分完成的。经检验,该方法在甘南州冰雹短时预报中使用效果较好,是一种有效的短时预报方法。     

兰州市冰雹预报方法研究及系统介绍

采用近10a5～9月天气资料为样本,结合兰州地形、地貌、地理位置以及兰州冰雹时空分布、天气气候等特点,应用高空、地面、数值预报产品,以区域内任一点的冰雹为预报对象,以24h不漏报为原则,以自动和人机交互结合的方式进行消空条件、入型条件、启动系统、冰雹有无的判别,制作了兰州冰雹天气的短期(短时)预报工具,主要侧重于为人工消雹作业提供预警、预报信息。2004年5月业务试运行中,成功预报2次局地小冰雹,准确率达67％。