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科研动态 | 强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警

作者 | 李德俊

湖北省人工影响天气中心李德俊高级工程师近年来专注研究云降水物理、人工影响天气等关键技术问题。针对山区冰雹、短时强降水等强对流天气频发,为了有效防灾减灾,采用多种分析方法研究了强冰雹和短时强降水的天气雷达特征及临近预警。

1.两种强对流天气的雷达特征对比分析

研究中对比分析了两种强对流天气的径向速度、反射率因子、VIL和VIL密度和风廓线(VWP)等特征,具体如下:

(1)径向速度:山区强冰雹以气旋式辐合和逆风区为主,几乎很少出现中尺度辐合线,而短时强降水以中尺度辐合线为主,中气旋和逆风区出现的几率很小,发生短时强降水时,一般伴随着SW低空急流和暖平流。

(2)反射率因子RHI特征:发生强冰雹时常呈强回波悬垂,并有BWER,WER,旁瓣假回波和回波墙出现,45dBz强回波伸展高度比较高,平均为9.0km左右;而短时强降水则是粗壮的中下部,形似矮胖子,40dBz强回波伸展不高,平均在7.0km左右。

(冰雹)

(短时强降水)

(3)VIL密度特征:强冰雹VIL密度范围为3.6~5.6 g.m-3,平均值为4.2 g.m-3,而短时强降水的VIL密度要小很多,为0.8~2.3 g.m-3,平均值为1.1 g.m-3,不及冰雹的27%。

(4)VWP特征:强冰雹强对流天气发生前,一般表现为上空中层维持干区,低层表现为湿的SW气流,湿层较低,一般在3.0km以下,发生时常表现湿层向上传播,干区增湿,并伴有冷或暖平流,结束时风向风速有些调整,一般表现为中层附近出现偏北气流,并逐渐向下传播,不久中层以上由非ND转为ND,维持干区,而短时强降水发生时湿层较高,一般为5.5km,有时可达13.7km,中低层暖平流,中高层冷平流,结束时冷平流扩展至中低层,同时还发现,强冰雹天气风垂直切变的平均值可达2.3 ×10-3s-1以上;对短时强降水来说平均值可达1.9×10-3s-1。

2.两种强对流天气临近预警

(1)强冰雹预警指标:根据上述分析和雷达产品特征变化特点,选取负温区回波厚度、强中心回波强度、强回波梯度、45dBz强回波伸展高度、VIL密度和雷达风廓线1.8~6.1km风垂直切变作为预警的统计指标。

(2)短时强降水预警指标:短时强降水发生时有突发性和偶然性的特点,对它的临近预警和精细化预报一直是个难点。经过统计发现满足天气尺度辐合特征(槽、低涡和切变)和站点附近满足雷达基本速度上有辐合特征(中尺度辐合线、逆风区或气旋式辐合等),同时满足反射率因子、VIL密度和40dBz强回波伸展高度和雷达风廓线VWP上1.8~6.1km风垂直切变平均值达43.7dBz,1.1 g.m-3,7.0km和1.9×10-3s-1,可以考虑该站点及附近地区进行短时强降水临近预警状态。

相关发表文献:

李德俊, 唐仁茂, 熊守权, 柳草, 向玉春, 袁正腾, 王慧娟 and 韩琦, 2011. 强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警. 气象, 37(4), pp.474-480.

李德俊高工人影创新团队

湖北省气象局人影服务首席专家

湖北省气象服务中心(人工影响天气中心)

地址:湖北暴雨监测预警中心

电子邮箱:esldj@163.com

最近动态:

2020年3月,《基于地基微波辐射计资料反演云中水汽相变过程的方法和装置》获国家发明专利一项;

2019年10月,武汉军运会人影保障服务取得圆满成功;

2019年8月,《湖北地区对流云人工增雨关键技术及应用》科研成果获省部级奖励;

2019年7月,中部人影工程获批,建设周期三年。

研究方向:

  1. 对流云人工增雨关键技术及应用;
  2. 固定目标区云水资源监测、评估和耦合开发利用技术;
  3. 人工影响天气统计、物理和数值模式等效果检验方法;
  4. 云和降水宏观、微观物理特征及成因。

本文分享自微信公众号 - 气象学家(Meteorologist2019),作者:李德俊

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2020-05-26

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