一次致灾冰雹的超级单体风暴雷达回波特征分析

利用石河子C波段多普勒天气雷达资料,对2010年6月28日下午发生在准噶尔盆地南缘石河子垦区北部沙漠边缘地带的强冰雹超级单体风暴的雷达回波演变特征进行了详细分析。结果表明,该超级单体风暴前进方向的右侧出现了弓形回波,左前侧和右后侧分别出现了＂V＂字型缺口;沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的强大回波墙,最大回波强度出现在沿回波墙狭长区域的下部,其值达到70dBz;相应的径向速度上出现了中气旋,该中气旋的发展和维持使得超级单体弓形回波发展并维持;强冰雹发生在有界弱回波区、垂直累积液态水含量大值区和中气旋重合的区域内;可用中气旋提前30min预警短时冰雹,其反射率因子垂直剖面上的宽大有界弱回波及其回波悬垂和回波墙下部的强回波中心强度（70dBz）可作为预警大冰雹的预警指标。     

甘南高原一次超级单体强冰雹天气过程分析

利用CINRAD/CC新一代天气雷达资料、MICAPS常规气象观测资料、NCEP再分析资料和自动站加密降水量资料,对2020年5月6日午后出现在甘南高原东部地区的一次局地大冰雹天气过程进行诊断分析。结果表明：午后增温引起的不稳定层结、高原地形的动力抬升作用和有利于对流发展的高低空环流形势配置,是触发这次强对流天气的主要原因。在雹云发展演变中,雷达探测到回波中心强度持续≥55 dBZ、钩状回波、弱回波区、悬垂回波和中气旋等典型的雹云特征,对甘南高原大冰雹天气临近预报具有较好的指示意义。此次冰雹过程和超级单体紧密相连,雹体形成并降落在中气旋周围的强回波区域中,主要呈现钩状回波特征。     

浙江"03.21"致灾强冰雹的超级单体风暴过程分析

利用区域自动站数据、NCEP再分析资料以及多普勒雷达监测产品,对2019年3月21日浙江省一次强雹暴天气的环境条件和雷达回波结构演变特征进行了详细分析.结果表明:(1)雹暴发生在850hPa形势场上有人字形切变线发展、200 hPa形势场上有高空急流的背景下.对流云团在不稳定层结和强垂直风切变环境中发展为超级单体....     

2021年达州“5.14”冰雹过程特征分析

利用常规气象资料、自动站资料、多普勒雷达资料,分析了2021年5月14日四川达州一次冰雹天气的环流形势及雷达回波特征。结果表明：此次过程发生在阶梯槽影响下,西南急流和低层辐合提供了水汽和动力条件,北方冷平流和近地层冷空气的入侵为冰雹的发生提供了触发机制;强上升气流造成多个对流单体强烈发展,是此次降雹的基础;ET、单体质心、VIL的跃升到下降、强冰雹概率及中气旋对冰雹天气的识别和预警具有较好的指示意义。     

重庆一次超级单体风暴的综合分析

利用MICAPS常规天气资料、卫星和多普勒雷达等资料对2008年6月5日发生在重庆的一次超级单体风暴进行了综合分析。结果表明,该超级单体是在典型的\"上层干冷、下层暖湿\"的大气垂直结构下产生的,产生风雹的区域正好位于低空急流出口区及中低层风速辐合区;多普勒雷达观测表现为典型钩状回波、低层有界弱回波区和\"穹隆\"、中气旋、阵风锋等超级单体特征;垂直累积液态水(VIL)的突然跃增比冰雹降落时间提前2~3个体扫,对冰雹预报具有一定的指示意义;卫星反演的云粒子有效半径的大值区与冰雹落区较为一致;云中粒子半径36μm的粒子越多,所占比重越大,降雹的可能性就越大。     

超级单体风暴研究进展

目的：超级单体是所有对流风暴中最为猛烈且持续时间较长的一种高度组织化的类型,亦是致灾性最强的对流风暴,引发极端天气概率较高。文章从超级单体风暴的结构、环境条件以及作为其结构核心的中气旋形成机制3方面对超级单体研究进展进行了较全面的回顾和深入的阐述。结论：不同类型超级单体以及引发不同灾害性天气的超级单体反射率因子形态、动力和云微物理结构特征有所不同,如：龙卷超级单体具有较强的低层中气旋,强冰雹超级单体的中气旋强且深厚,强风超级单体中气旋伴有明显的中层径向辐合,引发强降水的超级单体中气旋多位于低层,可据此预警超级单体引发的不同类型灾害性强对流天气。中气旋形成的物理过程为环境水平涡度被上升气流扭转为风暴垂直涡度,其中中层中气旋水平涡度源自深层风垂直切变（风向风速随高度的变化）,而低层中气旋水平涡度存在低层环境风垂直切变和阵风锋区斜压性两种机制导致的水平涡度来源,哪一种机制占主导目前并不十分清楚。此外,中气旋被强降水包裹、风暴合并,以及地面附近中尺度边界（锋面、干线和阵风锋等及其伴随的辐合线）与超级单体相互作用等情况下的中气旋维持和增强机制复杂多样。近年来,基于高分辨率数值试验结果,一些学者给出了超级单体龙卷形成的更新的概念模型和物理图像,具有双偏振功能的多普勒天气雷达给出超级单体中一些新发现的动力和微物理特征,能够更加准确地探测超级单体中大雹尺寸,而超级单体中大冰雹增长机制和极端风、雨形成机制的研究进展有限,尚待进一步研究。     

超级单体风暴研究进展

超级单体是所有对流风暴中最猛烈且持续时间较长的一种高度组织化的类型,亦是致灾性最强的对流风暴,引发极端天气概率较高。从超级单体风暴的结构、环境条件以及作为其结构核心的中气旋形成机制3方面对超级单体研究进展进行了较全面的回顾和深入的阐述。不同类型超级单体以及引发不同灾害性天气的超级单体反射率因子形态、动力和云微物理结构特征有所不同,如：龙卷超级单体具有较强的低层中气旋,强冰雹超级单体的中气旋强且深厚,强风超级单体中气旋伴有明显的中层径向辐合,引发强降水的超级单体中气旋多位于低层,可据此预警超级单体引发的不同类型灾害性强对流天气。中气旋形成的物理过程为环境水平涡度被上升气流扭转为风暴垂直涡度,其中中层中气旋水平涡度源自深层风垂直切变（风向风速随高度的变化）,而低层中气旋水平涡度存在低层环境风垂直切变和阵风锋区斜压性两种机制导致的水平涡度来源,哪一种机制占主导目前并不十分清楚。此外,中气旋被强降水包裹、风暴合并,以及地面附近中尺度边界（锋面、干线和阵风锋等及其伴随的辐合线）与超级单体相互作用等情况下的中气旋维持和增强机制复杂多样。近年来,基于高分辨率数值试验结果,一些学者给出了超级单体龙卷形成的更新的概念模型和物理图像,具有双偏振功能的多普勒天气雷达给出超级单体中一些新发现的动力和微物理特征,能够更加准确地探测超级单体中大冰雹尺寸,而超级单体中大冰雹增长机制和极端风、雨形成机制的研究进展有限,尚待进一步深入。     

一次致雹超级单体结构特征分析

利用常规观测资料、多普勒雷达资料,对发生在徐州地区的一次冰雹天气的环流背景、降雹超级单体结构特征进行了分析。结果表明,此次强对流发生在前倾槽背景下,500 hPa高空槽东移过程中其后部冷空气南下,叠置在低层槽前西南暖湿急流之上,促进了大气层结不稳定发展。产生冰雹的对流风暴具有明显的超级单体结构特征,风暴中伴有旋转强烈的中气旋,持续时间约30 min,且最大切变高度都在0℃层高度以上。进一步分析发现,中气旋旋转速度中心和切变值中心均位于中高层,风暴中的旋转趋于向上发展,旋转强度在中高层有明显的跃升,且冰雹出现前后,位于风暴内中高层的旋转经历了尺度减小、旋转加剧的变化,风暴中的旋转导致风暴呈现出有界弱回波区和强回波悬垂结构特征。此外,尽管此次冰雹过程的垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid,下文简称VIL)值较小,但可以看到VIL值在冰雹发生前后有明显的跃增现象,这一现象对判断小冰雹的发生有一定的指示意义。     

云南中部一次出现多个超级单体雹暴的强对流过程环境场和雷达回波特征

利用常规观测、地面加密自动站、多普勒天气雷达、NCEP(1°×1°)逐6h再分析资料对2017年8月23日云南中部地区一次强对流风暴的环境参数和雷达回波特征进行分析,结果表明:此次强对流风暴发生在台风低压前侧、中高纬冷槽后部的强不稳定层结背景下,地面辐合线和强垂直风切变有利于对流风暴的维持和加强.强对流风暴受地形影响较...     

云南中部一次出现多个超级单体雹暴的强对流过程环境场和雷达回波特征北大核心CSCD

利用常规观测、地面加密自动站、多普勒天气雷达、NCEP(1°×1°)逐6 h再分析资料对2017年8月23日云南中部地区一次强对流风暴的环境参数和雷达回波特征进行分析,结果表明:此次强对流风暴发生在台风低压前侧、中高纬冷槽后部的强不稳定层结背景下,地面辐合线和强垂直风切变有利于对流风暴的维持和加强。强对流风暴受地形影响较为明显,共激发形成6个超级单体或类超级单体,在超级单体发展成熟前10 min,3个降雹超级单体强中心沿地形爬升,未降雹和小雹超级单体沿地形下降。6个超级单体或类超级单体呈现出中气旋或γ中尺度弱涡旋特征,最大速度对转动值超过10 m·s^(-1)时出现不同程度冰雹,冰雹直径>15 mm的超级单体在2.4°~3.4°仰角上径向速度值达到中气旋标准,冰雹直径为15~20 mm的超级单体反射率因子质心点较高,回波核前倾,具有悬垂回波、弱回波区、回波墙和三体散射特征,其零速度线后倾,辐合区高度超过-10℃层,顶部为强辐散区,-20~0℃层回波最大强度超过55 dBz,50 dBz回波厚度>6 km,垂直累积液态水含量(VIL)密度>2.2 g·m^(-3)。冰雹直径5~8 mm和未降雹超级单体回波核直立,悬垂回波特征不显著,辐合区高度偏低,辐散区厚度大于辐合区厚度,不同等温层回波强度差别小,但50 dBz回波厚度<6 km,VIL密度<2.2 g·m^(-3)。     

两种垂直累积液态含水量产品的应用对比分析

结合雷达体扫工作模式以及风暴单体垂直结构分布,利用CINRAD气象产品软件包提供的基于单体和格点的VIL产品,对滨州SC雷达监测到的几例强对流风暴单体个例进行分析发现,两种VIL产品的变化趋势基本与风暴变化同步,对灾害性天气发生的预警具有较好的指示意义;一般情况下,基于单体的VIL数值大于基于格点的VIL数值,尤其是发展成熟、孤立的强风暴单体表现更加明显,可以作为判断风暴单体强度的定性指标;对于多单体风暴,由于风暴质心识别等因素会造成VIL数值误差增大,而雷达体扫模式的限制可能造成VIL数值失真。     

黔西南州一次分裂型超级单体风暴环境条件和回波结构分析

应用兴义多普勒雷达资料和相关实况资料,分析了2009年4月14日傍晚发生在黔西南州安龙、兴义和兴仁的一次强雹暴天气的环境条件和雷达回波结构,详细分析了强雹暴发展过程的回波结构特征,以及在超级单体中观测到的中反气旋流场结构.雹暴发生在地面加热强烈,低层热低压发展,中层有小槽发展东移,高空有急流的背景下.小槽触发的对流云团...     

垂直累积液态水含量应用拓展浅析

利用吉林省2003、2004年多普勒雷达资料,对层状云连续性降水和对流云降水整层垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid Water,简称VIL)及0℃层上、下层VIL的分布特点进行了分析,指出VIL可应用于人工增雨作业区域的选择、暴雨和强风暴的分析以及降水机制等研究。     

用雷达垂直累积液态含水量资料预测冰雹

通过对雷达垂直累积液态含水量的资料进行总结、分析,阐述了垂直累积液态含水量的大小和面积与对流性天气的关系。并且利用多元回归的方法,建立了预报方程。     

河北中南部两次超级单体雷达特征对比分析

2004年河北省中南部地区共有17次冰雹天气过程,以6月20日和24日2次天气过程最为典型。将这2个典型个例对照天气背景和灾情,主要运用新一代多普勒天气雷达的基本反射率、平均径向速度、垂直积分液态含水量(VIL)等产品进行对比分析,发现6月20日是典型超级单体,24日呈强降水超级单体。回波强度大于等于50dBz、回波顶高大于等于10 km、垂直积分液态含水量大于等于35 kg/m2时极易降雹,冰雹落区与VIL的大值区有较好的对应关系,VIL高值维持时间越长冰雹直径越大,降雹范围越大,三体散射维持的时间越长产生的灾情越是严重。风暴相对径向速度产品上,可更早更清楚地得到对流风暴将发展加强的信息。     

淮安一次强风雹天气超级单体风暴观测分析

利用常规观测资料、ERA5再分析资料、多普勒天气雷达和双线偏振雷达以及自动站分钟级数据,通过诊断分析和风场反演,对2021年4月30日17—19时淮安地区发生的极端风雹天气的两个超级单体结构特征、维持机制和极端大风进行原因分析。结果表明:在500~700 hPa偏北急流背景下,地面强辐合中心和辐合区促使对流单体增强为超级单体风暴。淮安基准站的极端大风由超级单体A产生的下击暴流事件引发,表现为明显的风暴质心高度、最强回波高度和中气旋底高的下降,近地面层辐散风场等特征。产生强降雹的超级单体B最大反射率因子高度、风暴质心高度以及中气旋最强切变高度均达到湿球温度-20℃层高度以上。极端大风产生的原因包括强冰雹和大降水粒子下落过程中的重力拖曳和融化蒸发冷却,以及负浮力和低层强中气旋产生的垂直扰动气压梯度力。     

我国两级阶梯地势的冰雹天气环境物理量特征

利用地面观测资料、探空资料以及石家庄多普勒天气雷达和饶阳双偏振雷达资料等,对2018年6月13日影响河北中南地区的一个长生命史超级单体风暴的环流背景、雷达观测特征等进行了分析。结果表明：(1)此超级单体发生在涡后横槽转竖的环流背景下。(2)风暴生命史长204 min,其中超级单体维持时间长达138 min,其间雷达最大反射率因子基本上维持在65 dBz以上。(3)中气旋深厚并强烈发展是超级单体发展和维持的重要动力机制。中气旋底高最低可达风暴底部,顶高变化幅度较小,低质心中气旋和高质心中气旋的形成和发展都可能引起地面降雹,降雹期间对应超级单体短暂减弱。(4)超级单体维持期间一直伴有气旋、反气旋涡旋对特征。超级单体的钩状回波特征明显,表现为典型的回波墙-弱回波区-悬挂回波的垂直结构;低层辐合、高层辐散,高空辐散大于低层辐合,有利于超级单体内部强烈的旋转上升运动;有明显的三体散射和旁瓣回波,三体散射最长超过60 km,持续时间长达150 min。(5)双偏振雷达探测的超级单体反射率因子≥55 dBz,对应位置差分反射率-0.5~0.5 dB,差分传播相移率仅1.5~2.0°/km,相关系数在0.75~0.92之间,表明超级单体内同时存在液滴和较大冰雹。