一次特大冰雹的雹谱分析

根据1982年8月1日发生在新疆克拉玛依市乌尔禾地区的一次特大冰雹所获得的大量雹谱资料，分析研究了这次特大冰雹的雹谱及其分布特征，给出了这次特大冰雹和雹块尺度、浓度、谱分布的基本测值，并探讨了它们与降雹云体的相互关系。     

青海省东部农业区近60a降雹特征及其致灾危险性

利用1961—2020年青海省东部农业区11个地面观测站降雹资料,应用统计学方法,分析降雹日数时空分布及降雹直径、持续时间和致灾危险性特征。结果表明:(1)近60 a青海省东部农业区降雹日数以11.6 d·(10 a)^(-1)趋势(通过α=0.05的显著性检验)下降,且1995年后降雹总日数距平由正转负,化隆降雹日数最多,尖扎最少;(2)降雹主要发生在4—10月,具有季节性差异,其日变化明显,峰值出现在午后16:00(北京时)^(-1)(3)降雹日数与海拔高度呈正相关,相关系数高达0.97;(4)近60 a降雹直径小于6 mm和降雹持续时间小于9 min的过程较多,分别占总观测次数的58.33%和73.55%;(5)循化是降雹轻危险区,化隆、湟中、湟源是降雹中危险区,乐都为降雹高、特高危险区。     

一次弱对流天气降雹成灾的雷达回波特征分析

通过对新疆玛河流域一次冰雹天气雷达资料及地面实况资料的分析,研究弱对流云降雹的雷达反射率因子与径向速度场的回波特征,进一步探讨弱对流云降雹与0℃层高度较低及垂直风切变的关系：弱对流天气当日零度层高度值可作为分析弱冰雹云的依据;高低空风速的差异形成的风切变造成的动压力产生垂直加速度,使对流运动得到加强和维持,也是此次降雹的动力机制。分析此次天气,揭示了新疆玛河流域弱对流云降雹天气过程生消的一些重要特征和变化,对雹云的识别和分析具有一定的指导意义。     

北京地区冰雹云生成的宏观条件分析

通过对北京地区1980～2000年出现的重灾雹日中尺度影响系统形势特征、温、湿层结状况及局地条件的综合分析，对冰雹云生成和降雹宏观条件进行了阐述，并介绍了不同影响系统的特征和降雹特点。北京地区冰雹云生成的宏观条件、生成源地及移动路径表现出明显的局地特征。北京地区降雹天气的主要影响系统分别是：低槽冷锋、蒙古涡、西北气流和东北涡天气型。在各降雹系统中，低槽冷锋带来降雹机会最多，东北涡最少。     

日照市短时冰雹定时-定点-定量预报

利用1960～2000年青岛、射阳、徐州3站08时探空资料及日照站08时地面气象资料，分析了日照地区出现的16次降雹天气的时空分布特征，在对降雹天气分型的基础上利用积云数值模式计算降雹因子，用降雹因子和单站要素因子建立历史降雹因子个例库，用历史实况资料建立实况个例库，用距离相似法实现日照地区短时冰雹定时、定点、定量的客观预报。     

黑龙江省冰雹的时空分布特征

利用1960-2018年83个气象观测站的数据资料对黑龙江省冰雹天气的时空分布特征进行研究。结果表明,1960-2018年黑龙江省累计发生冰雹6228站次,其中1972年的全年累计降雹次数最多(为230站次),2008年最少(为27站次)。降雹次数的增长速度从5月初开始迅速增加,到9月底趋于平稳,其中7月中旬到8月下旬增长缓慢。全年的冰雹次数共出现三个峰值和两个波谷。黑龙江省初雹日发生在3月下旬-4月下旬,终雹日出现在9月中旬-11月下旬。冰雹主要发生在5-9月(约为91%),具有明显的季节变化。冰雹分布受地形因素影响很大,山地及其迎风坡降雹机会较多,其次是江、河沿岸地带,平原区相对很少。     

巴彦淖尔市降雹天气形势分型

为了提高巴彦淖尔市冰雹预报准确率,本文利用巴彦淖尔市1974年-1993年降雹及天气图资料,归纳出巴彦淖尔市降雹天气类型和不同天气类型的预报模型及降雹几率,并对不同天气类型导致降雹的原因和条件进行了分析,从而为深入开展冰雹的定时定点预报奠定基础。     

满城冰雹云类型与特征分析

根据探空、雷达观测以及降雹资料，对河北满城地区１９８６－１９９０年６４次降雹天气过程进行了分析，对冰雹云类型作了分类研究。结果表明，该地区冰雹云分为５种类型：强单体、点源雹云、传播雹云、多单体及弱单体雹云。５年的统计资料得出，满城地区以多单体、弱单体雹云为最多，强单体雹云和传播雹云是该地区主要成灾雹云。     

数字式雹雨分测仪的研制

重点介绍了数字式雹雨分测仪的工作原理:通过过滤的方式成功将冰雹和雨滴分离,再利用阿基米德定律测算出降雹量。该仪器充分利用了雨量测量、GPRS数据传输、太阳能供电等先进技术,具有全自动、数字化特点及良好的组网能力。经实际野外试验观测表明,该仪器性能稳定,使用便捷。通过野外试验观测数据分析,数字式雹雨分测仪观测的雨量与其他仪器观测的雨量相比,误差在可接受范围内。由于该仪器能够实时观测到降雹量,为冰雹的观测研究提供了仪器支持。     

1998-2008年阿克苏地区冰雹的时空分布特征及防御对策

统计分析了位于天山南麓的阿克苏地区1998--2008年的降雹资料,揭示了近年来地区降雹的时空分布特征以及冰雹云活动的主要路径,结果显示：该地区降雹分布为北部多、南部少,山区多、平原少;该地区降雹次数呈线性增加趋势,东部降雹次数多于西部、西部降雹次数增幅大于东部;由于冰雹云路径复杂多变,冰雹防御的重点在主要冰雹云路径和重点农作物区近年来新增的耕地面积成为防御的空白区,应增设作业点来填补空档区,达到“全覆盖”式作业体系     

VIL产品在高山雷达中的应用研究

利用2006—2009年丽江市气象台的冰雹观测记录、短时强降水、民政部门提供的冰雹灾情资料和丽江CINRAD/CC雷达观测资料,对垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid Water Con-tent,VIL)进行了统计分析。结果表明,当VIL值>5kg·m-2时将会出现强对流天气,当VIL≥21kg·m-2时预示着发生冰雹的可能性极大,是人工防雹作业启动的关键值,冰雹云中的VIL值远远大于带来短时强降水的普通对流云;在降雹前VIL值都有明显的跃增;距离雷达站较近或较远区域的VIL值会被低估,在37kg·m-2以下也会降雹,通常降雹的VIL值大都在37kg·m-2以上。     

青藏高原东北侧冰雹微物理过程模拟研究

以青藏高原东北侧及毗邻地区诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了冰雹形成和增长的微物理过程。结果表明：模式再现了当时冰雹、大风及暴雨的实况;中尺度水分和动力条件是冰雹形成和增长的重要因素,它们决定了冰雹云的强度和冰雹的大小;冰雹形成和增长过程中的微物理过程决定了冰雹云的消亡,冰雹在空中形成的潜热释放延长了降雹的时间;云中冰雹发生、增长的主要区域和云内上升气流配合良好,是防雹消雹的主要范围。     

贵州中西部冰雹云中闪电特征观测研究

利用贵州省三维闪电监测网资料、新一代天气雷达资料、地面观测资料,对贵州省中西部地区13次冰雹天气过程中闪电特征进行了分析。结果表明：雹暴整个生命史内主要以负地闪为主,且伴随强降水。冰雹云发展阶段,降雹区域闪电频次增加明显,降雹前闪电频次变化均出现“跃增”,部分降雹点出现闪电频次二次跃增;冰雹云消散阶段,闪电频次显著减少。冰雹云总闪、正闪均高于雷雨云,5 min闪电频数大于16次且闪电频次上升度大于12次/5 min可作为识别冰雹云的参考指标。另外,降雹落区与闪电密度中心区域较为吻合,闪电密度中心位置略偏降雹位置之前,闪电逐时分布标识出冰雹云的发展移动方向。以上这些特征可以为冰雹识别、冰雹短时预警预报及人工防雹作业提供参考。     

华北区域冰雹天气分型及云系特征

基于地面加密观测资料、FY-2E静止气象卫星观测资料和NCEP分析资料,选取2010—2012年华北区域内27次冰雹过程,按大气环流背景、主要影响系统和云系的云型特征等将其分为冷涡云系尾部型、低涡槽前型和偏北气流控制型3种类型。分析结果表明:3种天气型下冰雹对流云系特征存在差异,但90%以上的冰雹过程发生在对流云团的快速发展阶段中,降雹集中出现于准圆形或椭圆形对流云团边缘或带状对流云系的传播前沿区域,对应于云顶亮温梯度的大值区。在掌握背景环境的前提下,综合分析红外图像中对流系统的发展演变、水汽图像暗带和暗区变化等信息,对冰雹的监测和预警有一定的参考价值。定量统计分析表明,大的亮温梯度值 (不低于8 ℃/0.05°) 是辅助判断冰雹能否发生的重要参量,而当冰雹云同时具备低云顶亮温和大亮温梯度的情况下,更有利于大于10 mm大冰雹的发生。     

Variations of Precipitation Structure and Microwave Tbs During the Evolution of a Hailstorm from TRMM Observations

In this paper, a hailstorm occurring on 9 May 1999 in Huanghuai region was studied by using the combined data from the precipitation radar (PR), microwave image (TMI), and visible infrared scanner (VIRS) on the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite. According to the 3-orbit observations of 5-h duration from the TRMM satellite, the variation characteristics of the precipitation structures as well as cloud top temperature and microwave signals of the precipitating cloud were comprehensively analyzed during the evolution of hailstorm. The results show that the precipitation is obviously converted from early hail cloud with strong convection into the later storm cloud with weak convection. For hail cloud, there exists some strong convective cells, and the heavy solid precipitation is shown at the middle-top levels so that the contribution of rainfall amount above the freezing-layer to the column precipitation amount is rather larger than that within the melting-layer. However, for storm cloud, the convective cells are surrounded by the large area of stratiform precipitation, and the precipitation thickness gradually decreases, and the rainfall above the freezing-layer obviously reduces and the contribution of rainfall amount within the melting-layer rapidly increases. Therefore, the larger ratio of rainfall amount above the freezing layer to column precipitation amount is, the more convective the cloud is; reversely, the larger proportion of rainfall below the melting layer is, the more stable the stratiform cloud is. The different changing trends of microwave signals at different precipitation stages show that it is better to consider the structures and stages of precipitating cloud to choose the optimal microwave channels to retrieve surface rainfall.     

超级单体风暴中大冰雹增长机制的模拟研究

为调查超级单体中大冰雹的运行增长机制,使用三维冰雹分档对流云模式结合三维粒子运行增长模式,对一例超级单体风暴进行了数值模拟.实测风暴的结构如中气旋、弱回波区、前悬回波等被很好地模拟再现,显示了模式对超级单体具有良好的模拟能力.雹胚在风暴发展阶段由过冷雨滴冻结产生,主要分布在主上升气流区上部,在主上升气流区西北侧中高层也有相当数量的雹胚粒子,冰雹主要分布在主上升气流区东侧.风暴发展阶段产生的雹胚有7％～8％增长到1 cm以上,1％左右增长到2 cm以上,这些大冰雹绝大多数起源于主上升气流区北侧的高层云区,气旋性进入主上升气流区按照简单的上—下形式增长,少数大冰雹起源于主上升气流区西北侧风暴后部中高层,气旋性地沿着主上升气流区的边缘按照下—上—下形式运动增长,表明了超级单体中大冰雹存在两条增长路径.     

连续冰雹天气的物理量场特征分析

对１９９７年４月２８～２９日山东连续两天出现大范围冰雹天气的天气系统和热力及动力场特征进行了分析。结果表明,这次连续性大范围冰雹天气过程是由冷性低涡影响产生的。冷锋触发对流不稳定能量释放,产生强对流。冰雹产生在中低层对流不稳定、高能舌和低层暖平流、高层冷平流以及低层辐合、高层辐散的上升运动区。对流有效位能和高层正涡度平流对冰雹的产生起主要作用。     

基于火箭探空资料的冰雹云内部结构个例分析

利用探空火箭、新一代天气雷达和气象探测资料对2015年7月17日延安宝塔区冰雹云进行了综合探测,结果表明:（1）当日08:00（北京时,下同）500 hPa河套低涡分裂东移,有较强冷平流且移动速度较快,地面14:00升温明显造成了这次降雹。（2）偏后位置的冰雹云内部温、湿条件以及对流指数（T_g）、整层比湿积分（IQ）、总指数（TT）均小于外部的自然大气;层结稳定度指数（K）、抬升指数（LI）、沙氏指数（SI）冰雹云内部比外部自然大气偏小;热力参数风暴强度指数（SSI）冰雹云内部低于外部自然大气;冰雹云内部能量参数（CAPE）明显低于自然大气;冰雹云内部0°C层高度低于冰雹云外部自然大气。（3）火箭探测的位置偏冰雹云后部,冰雹云由低层到高层风向呈逆时针变化,探空仪摆动明显,?20°C温度层偏高,气流较强,整层偏下沉气流。（4）冰雹云0°C附近,在温度区间?1.8～5.0°C、厚度1.0 km范围内有最大湿度区,湿度达80%以上,最大湿度87.1%,为冰雹的形成提供了水汽条件。（5）紧贴0°C下正温区,有最大水平风速为19 m s?1急流,厚度为0.022 km。在温度区间?4.8～5.0°C、厚度1.6 km范围内维持13 m s?1以上水平风速,为冰雹的形成提供了动力场条件。（6）在温度区间?8.7～?9.2°C、厚度0.2 km,有小于或等于2 m s?1弱风区;弱风区下方,在温度区间?4.6～?8.8°C、厚度0.889 km有上升气流,平均上升速度1.79 m s?1,最大上升速度4 m s?1,这种配置为冰雹的生长提供了环境场。     

青藏高原和四川盆地夏季对流性降水特征的对比分析

本文利用TRMM(Tropical Rainfall Measure Mission)多种探测结果,针对青藏高原和四川盆地各两次对流性降水天气进行了对比分析,结果表明:(1)高原降水系统以对流云降水为主,弱降水样本数量高,由孤立零散的块状降水云团组成,对流中心离散,降水范围小,雨区极不均匀,垂直发展厚度浅薄,降水粒子数量少,雨滴小,潜热释放以地面以上2~5 km高度层为主,夏季近地面层冰晶粒子含量高,降水过程中云顶亮温与地表雨强之间的相关性差,云顶亮温越高的对流云团其闪电频数越高。(2)盆地降水系统强降水样本数量高,由一个主降水系统和周边零散的降水云团组成,降水范围大,对流中心相对集中,雨区较均匀,垂直发展厚度高,对流系统深厚,雨滴大并集中,潜热释放呈一致的双峰型结构,峰值分别出现在7和16km高度上,冰雹粒子在对流层较高层含量高,云顶亮温与地表雨强之间呈显著的负相关,盆地的闪电频数显著高于高原地区,且闪电活动主要集中在亮温偏低的降水云体中。     

X波段双线性偏振雷达电磁波衰减对冰雹识别的影响

利用X波段双线性偏振雷达2009年4-10月降雨的ZH-ZDR统计分布,得到基于ZH-ZDR分布的冰雹识别参量(HDR)表达式。雷达发射的电磁波经过雨区导致的衰减会使HDR识别冰雹不准确,需要进行衰减订正。文中利用差分相移(DP)订正了HDR表达式中经过雨区衰减的反射率(ZH)和差分反射率(ZDR)。个例分析表明,经雨区衰减订正后X波段双线性偏振雷达回波与北京南郊观象台CIN-RAD/SA多普勒天气雷达回波具有较高的一致性,在零度层之下,HDR>0的区域能有效地反映出地面降雹情况;在零度层之上,HDR>0的区域可能是冰雹或湿霰,订正后HDR判别冰雹的虚警率有可能提高。