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。     

大连市人工防雹决策指挥系统

利用大连历史气象资料,系统地分析并建立了防雹作业预警和决策判别指标体系,归纳了防雹概念模型,借鉴最新防雹技术理论、科研成果和作业实践对防雹作业技术方案进行了科学设计和研究。在MICAPS平台基础上,采用新一代天气雷达先进的开发技术,综合集成了雷达探测、卫星遥感、气象探空、地理信息、闪电定位,以及人工防雹最新研究等综合技术,研发出适合大连地区特点的具有防雹作业预警、雹云识别、作业决策判别、作业方案确定、实时效果分析等功能全、自动化程度高、操作简便、科学实用的市级人工防雹决策指挥系统。该系统建成后可投入防雹作业业务使用,且标准化的软件编程也便于系统推广应用。     

昭苏县防雹雷达站防雹业务技术规程

在总结昭苏县25年雷达探测冰雹云和指挥防雹作业技术的基础上，研究并编写了昭苏县防雹雷达站防雹业务技术规程，本文扼要介绍雷达观测、雹云识别、作业指挥，效果分析等部分主要技术规程。     

防雹决策指挥系统在防雹作业中的应用

大连市人工防雹决策指挥系统在大连的人影业务运行中取得了较好的应用效果。通过例举2012年6月7日的一次降雹天气过程,介绍了系统业务功能以及实时指挥防雹作业的技术流程,再现了系统对雹云初始回波、雹云类型的自动判别,以及作业预警、决策和作业方案量化输出等技术环节和实时科学作业指挥过程。通过系统运行和科学作业指挥,有效地抑制了雹云的发展,同时避免了盲目作业带来的炮弹的损失和浪费,起到了防雹和增雨的综合效果。目前该系统已实现业务化运行。     

新疆冰雹云研究综述

冰雹灾害是困扰新疆经济发展的主要因素，防雹减灾的关键在于对冰雹云的判识与预警。通过总结新疆1959—2021年的人工防雹发展历史、冰雹云的空间分布特点，冰雹云团的移动路径和冰雹发生的大气环流特征、雹云的微物理特征、气流结构以及气象卫星、雷达和闪电定位仪及数值模拟技术在冰雹云研究领域中的应用。对新疆冰雹云研究中存在的问题，提出相关对策与建议，为今后的研究提供依据和参考。     

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。     

2013年6月喀什地区一次强冰雹天气的成因分析

利用常规气象观测资料、ECMWF细网格资料、FY-2E卫星云图、喀什新一代多普勒雷达资料和新疆区域自动站气象观测资料,对2013年6月18日发生在新疆喀什地区境内的一次罕见的强冰雹天气从天气形势、中尺度系统、水汽条件、雷达回波特征等方面进行了综合分析。分析显示,此次冰雹天气是在有利的大尺度环流背景下产生的,冰雹出现前,雹区附近低层到地面存在中尺度切变线、涌线和地面中低压等多个中尺度系统;水汽在中低层集中,并不断向冰雹区输送;雹区附近强烈的辐合上升运动为冰雹的出现提供了水汽和动力条件;探空物理量参数有利于大气不稳定能量的聚积和爆发。分析此次强冰雹天气的成因,有利于改进南疆地区冰雹短时和临近预报、预警的基本思路。     

雷达识别雹云指标和防雹作业方法

通过对711数字化雷达资料进行统计研究，得到雷达识别雹云的各项参数指标，结合当时的情况，提出防雹作业方法，根据这些参数指标自动识别冰雹云，利用雹云观测资料估算雹云所在位置及雹源含水量，从而得出应该作业的炮点和炮点作业时的仰角。方位角、用弹量，并研制了防雹作业实时指挥系统。     

多普勒雷达特征参数在人工防雹决策中的应用

对大连地区2003—2008年多普勒雷达观测到的37个冰雹和强雷雨个例雷达体扫资料进行PUP软件计算和处理,得到了每个个例雷达回波强度、回波顶高、30 dBz强回波中心高度、强回波顶高和垂直积分液态水含量几个主要雷达参数值、以及各参数随时间的变化特征,总结了冰雹云识别的雷达技术指标模型;根据大连地区降雹特点,将冰雹云分为强(超级单体)雹云、多单体雹云和单体雹云三类,总结了冰雹云类型判别的雷达指标(即防雹作业决策指标)。     

咸阳市冰雹路径研究

利用2007—2016年旬邑711雷达资料和咸阳市冰雹资料对冰雹云的发生、发展、移动和合并等特征进行了分析,总结了咸阳市五条冰雹移动路径。其主要特征有：雹云移动路径、影响区域等具有较明显的年际变化特征;多条路径雹云相互作用、合并加强是造成咸阳冰雹灾害的一大特征;根据冰雹移动路径科学规划防雹作业点布设,可有效实施防雹作业,提升防雹作业效果。     

宁夏“5·16”强对流天气跟踪分析及预报模型建立

利用逐时自动站资料、WRF模式数值产品、卫星云图、雷达产品等资料对2009年5月16日宁夏冰雹、短时强风等强对流天气进行了跟踪预报分析。结果表明：利用水汽通量散度数值产品中大气低层水汽通量的辐合或辐散可作为对流活动产生的重要依据之一。而卫星云图中的强对流云团的识别和新一代天气雷达基本反射率强度、液态水含量、冰雹指数、中尺度气旋产品是短时冰雹天气及短时雷雨大风天气预报的有利工具。并对2004—2008年出现的冰雹天气进行统计分析,建立了宁夏冰雹天气预报预警模型。     

强对流天气综合监测业务系统建设

强对流天气监测是其预报的基础.国家气象中心强天气预报中心利用多源观测资料(常规和非常规资料)建设了强对流天气综合监测业务系统.强对流天气的监测对象包括积云、地面高温、雷暴、地闪、冰雹、龙卷、大风、雷暴大风、短时强降水、雷暴反射率因子、对流风暴(基于雷达资料)、深对流云及中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCS,基于静止卫星红外1通道资料)等不同时段的分布.发展的监测技术主要包括自动站资料质量控制技术、强对流信息提取和统计技术、直角坐标交叉相关雷达回波追踪(Cartesian Tracking Radar Echoes by Correlation,CTREC)技术、雷暴识别追踪分析和临近预报(Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting,TITAN)技术、深对流云识别技术、中尺度对流系统识别和追踪技术,以及闪电密度监测技术等.强对流天气监测系统自动定时运行,其输出数据与MICAPS业务平台完全兼容.该监测系统在国家气象中心的强对流天气预报业务中发挥了重要作用.     

高炮防雹作业决策指挥系统的研制

从黑龙江省人工影响天气工作的实际出发，利用现有的新一代天气雷达、卫星遥感等探测手段，依托先进的通讯设备和网络技术，对黑龙江省冰雹的发生、发展、演变、冰雹路径以及雷达回波特征等进行研究，研制了人工防雹作业指挥系统，实现冰雹天气预警、空域电话录音、指挥高炮科学作业、作业数据存储和作业情况宏观调控等多项功能，提高了高炮防雹作业的科学性。     

2009年6月6日鄂北冰雹天气过程分析

利用常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料等,对2009年6月6日鄂北冰雹天气发生前的抬升、水汽及不稳定条件进行了诊断分析。结果表明：地面中尺度辐合线为冰雹天气发生提供了抬升条件,促进强对流天气爆发;垂直水汽分布上,中低层干盖的形成有效地抑制了边界层对流的发展,为不稳定能量的积聚创造了有利条件;地面“干线”的形成,增加了大气的潜在斜压性,促进了次级环流的发展,增加了大气不稳定性。多普勒天气雷达资料以及闪电定位等监测数据分析表明：雷达回波组合反射率强度、回波顶高和垂直液态水含量的迅速跃增,对降雹有较好的指示意义;10 min闪电频次在降雹前出现了20次以上的峰值,可以起到冰雹预警作用。     

突发性强对流天气快速识别预警改进方法

传统多普勒天气雷达强对流灾害性天气监测采用固定阈值判别法给出强风暴的冰雹闪电灾害预警结果,该方法不适用于不同经纬度、季节和复杂地形条件下的强对流天气识别预警。本文利用循环递归的区域生长法对TITAN算法进行改进,从而快速识别三维强风暴单体及其雷达特征物理量;使用多普勒天气雷达和TRMM星载气象雷达的历史观测数据反演河北石家庄地区春夏两季复杂地形条件下的强风暴灾害性天气Logistics多元线性回归概率预警模型。对发生在河北石家庄夏季的一次强飑线天气和发生在春季的一次超级多单体风暴天气进行冰雹闪电灾害性天气识别预警实验,并与传统算法进行误差对比分析。实验结果表明:与传统算法对比,该方法对强风暴天气识别预警的定位精度较高,并且其漏报率和虚报率较低,有助于快速识别预警强对流灾害性天气。      

豫西山区一次典型防雹作业方案宋建予设计及效果评估

利用2011年7月17日发生在豫西地区灵宝市寺河乡的一次典型防雹作业个例,从冰雹云的正确判别、作业方案的科学制定以及作业效果的尝试性评估等方面进行详细分析,设计了一种利用多普勒雷达产品确定作业部位、催化剂量和发射时机的防雹作业方案,为豫西地区科学开展人工防雹作业及其效果评估提供了一种新的思路：1）冰雹云的正确识别是人工防雹成功的关键,短期天气背景、气象要素场特征、探空资料以及雷达指标的分析可以及时判别出冰雹云。2）作业器具的选择、作业时机的把握、作业部位的判断、催化剂量的确定等都是决定人工防雹作业是否科学有效的重要因素,作业前必须认真科学地制定出防雹作业方案,减小人为的不确定性。3）在开展作业效果评估时,选取的对比云必须是与目标云具有相似的天气背景、云体特征和产生源地;另外,灾情实况也是效果评估的一个重要方面。     

多普勒雷达三维拼图资料在强对流天气监测中的应用

利用多普勒雷达三维拼图产品和石家庄新乐雷达站单多普勒雷达产品,对比分析了2008年6月23日发生在河北省中南部的一次强对流天气过程。结果表明：反射率因子和回波顶高拼图产品展现了整个对流系统自西向东发展、演变的全貌,为全面跟踪灾害性天气影响的时间和地点以及短时、临近预警提供有利依据。同时,根据反射率因子剖面图,不仅可以提前10－20 min对冰雹或大风天气做出预警,而且还可以从回波垂直剖面的形状区别冰雹或者大风,明显的回波悬垂、弱回波区和回波墙是发布冰雹预警的充分而非必要条件。