新一代天氣雷達在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報中的應(yīng)用

1、新一代天氣雷達新一代天氣雷達在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報中在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報中的應(yīng)用的應(yīng)用楊楊 梅梅江西省環(huán)境預(yù)報中心江西省環(huán)境預(yù)報中心主要內(nèi)容介紹主要內(nèi)容介紹一、前言一、前言二、新一代天氣雷達的特點二、新一代天氣雷達的特點三、新一代天氣雷達基本原理三、新一代天氣雷達基本原理四、多普勒速度圖的基本識別四、多普勒速度圖的基本識別五、五、WSR98DWSR98D產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用六、強風暴個例六、強風暴個例七、小結(jié)七、小結(jié) 各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老同仁和新同仁：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老同仁和新同仁： 你們好！你們好！ 受領(lǐng)導(dǎo)的委托，向各位匯報一下南昌新一受領(lǐng)導(dǎo)的委托，向各位匯報一下南昌新一代天氣雷

2、達在災(zāi)害性天氣和短時預(yù)報中的應(yīng)用代天氣雷達在災(zāi)害性天氣和短時預(yù)報中的應(yīng)用情況，感到義不容辭。但同時也感到勉為其難。情況，感到義不容辭。但同時也感到勉為其難。雖然從事雷達探測多年，但接觸多普勒雷達畢雖然從事雷達探測多年，但接觸多普勒雷達畢竟時間太短，分析應(yīng)用能力太弱。尤其是徑向竟時間太短，分析應(yīng)用能力太弱。尤其是徑向速度的分析與應(yīng)用差距更大。但恰恰這又是多速度的分析與應(yīng)用差距更大。但恰恰這又是多普勒雷達應(yīng)用的重要組成部分。普勒雷達應(yīng)用的重要組成部分。 為了讓新來大學(xué)生們對徑向速度場有一個為了讓新來大學(xué)生們對徑向速度場有一個初步的了解，在今天的匯報中，我想利用前輩初步的了解，在今天的匯報中，我想利

3、用前輩總結(jié)的徑向速度模擬圖向各位介紹一下徑向速總結(jié)的徑向速度模擬圖向各位介紹一下徑向速度的基本概念。另外結(jié)合實際簡要介紹新一代度的基本概念。另外結(jié)合實際簡要介紹新一代雷達在災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報中的應(yīng)用。雷達在災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報中的應(yīng)用。一、前言一、前言 新一代天氣雷達在我省的應(yīng)用即將進入第新一代天氣雷達在我省的應(yīng)用即將進入第4 4個年頭了。實踐表明：新一代天氣雷達確實個年頭了。實踐表明：新一代天氣雷達確實優(yōu)于常規(guī)天氣雷達。它分辨率高、探測距離遠、優(yōu)于常規(guī)天氣雷達。它分辨率高、探測距離遠、產(chǎn)品豐富且時空分布密度大；它不但可以探測產(chǎn)品豐富且時空分布密度大；它不但可以探測云雨區(qū)內(nèi)降水量強度的大小而且可

4、以探測降水云雨區(qū)內(nèi)降水量強度的大小而且可以探測降水區(qū)內(nèi)氣流的分布，并從中分析出與冰雹、龍卷區(qū)內(nèi)氣流的分布，并從中分析出與冰雹、龍卷等密切相關(guān)的中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風鋒等密切相關(guān)的中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風鋒等強風暴特征。從而為強對流天氣的預(yù)警預(yù)報等強風暴特征。從而為強對流天氣的預(yù)警預(yù)報提供了確切依據(jù)。同時也為強對流和暴雨天氣提供了確切依據(jù)。同時也為強對流和暴雨天氣發(fā)生發(fā)展的動力機制分析提供了依據(jù)。發(fā)生發(fā)展的動力機制分析提供了依據(jù)。 除此之外，在人工增雨工作中的應(yīng)用前景除此之外，在人工增雨工作中的應(yīng)用前景也十分廣闊。也十分廣闊。 二、新一代天氣雷達的特點二、新一代天氣雷達的特點 和常規(guī)天氣雷

5、達比較，新一代天氣雷達和常規(guī)天氣雷達比較，新一代天氣雷達有以下優(yōu)點：有以下優(yōu)點： 1 1、新一代雷達分辨率高，探測距離遠。、新一代雷達分辨率高，探測距離遠。 常規(guī)天氣雷達受發(fā)射功率和波長限制，常規(guī)天氣雷達受發(fā)射功率和波長限制，有效探測距離在有效探測距離在200200公里以內(nèi)，對湖南境公里以內(nèi)，對湖南境內(nèi)東移影響我省的回波很難發(fā)現(xiàn)。而新一內(nèi)東移影響我省的回波很難發(fā)現(xiàn)。而新一代天氣雷達分辨率高，探測距離一般可以代天氣雷達分辨率高，探測距離一般可以達到達到400400公里以上。當強對流處于萌芽狀公里以上。當強對流處于萌芽狀態(tài)時就能發(fā)現(xiàn)。大大提高了強對流天氣的態(tài)時就能發(fā)現(xiàn)。大大提高了強對流天氣的預(yù)警預(yù)

6、報準確率和有效預(yù)警時間。預(yù)警預(yù)報準確率和有效預(yù)警時間。2 2、具有高密度、高時空分布的雷達回波、具有高密度、高時空分布的雷達回波產(chǎn)品產(chǎn)品 常規(guī)天氣雷達不但探測距離近而且品常規(guī)天氣雷達不但探測距離近而且品種也比較單一。新一代天氣雷達具有每種也比較單一。新一代天氣雷達具有每6 6分鐘一個體掃的分鐘一個體掃的3030余種產(chǎn)品可供選擇。余種產(chǎn)品可供選擇。其中常用的有基本反射率、基本速度及其中常用的有基本反射率、基本速度及其由此衍生的組合反射率、風廓線、液其由此衍生的組合反射率、風廓線、液態(tài)含水量、回波頂高、風暴追蹤信息、態(tài)含水量、回波頂高、風暴追蹤信息、冰雹指數(shù)等非常直觀的產(chǎn)品。冰雹指數(shù)等非常直觀的產(chǎn)

7、品。3 3、徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用、徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用 徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用是新一代天氣雷達最大徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用是新一代天氣雷達最大的優(yōu)勢之處。雖然目前雷達顯示的還不是真實的優(yōu)勢之處。雖然目前雷達顯示的還不是真實風場，但通過徑向風場分析還是可以確定氣流風場，但通過徑向風場分析還是可以確定氣流的走向、強弱等，根據(jù)與零速度線的配置可以的走向、強弱等，根據(jù)與零速度線的配置可以分析冷、暖平流；輻合、輻散；冷鋒；冷、暖分析冷、暖平流；輻合、輻散；冷鋒；冷、暖切變線和低槽等天氣系統(tǒng)。尤其是一些對人們切變線和低槽等天氣系統(tǒng)。尤其是一些對人們生命財產(chǎn)造成嚴重損失的中、小尺度天氣現(xiàn)象。生命財產(chǎn)造成嚴重損失的中、小尺

8、度天氣現(xiàn)象。如中尺度氣旋、下?lián)舯┝鳌㈥囷L鋒等。如中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風鋒等。 4 4、有利定量和更精細產(chǎn)品的開發(fā)、有利定量和更精細產(chǎn)品的開發(fā) 前不久，國家氣象局網(wǎng)站已經(jīng)公布了新一前不久，國家氣象局網(wǎng)站已經(jīng)公布了新一代天氣雷達產(chǎn)品的基數(shù)據(jù)。根據(jù)代天氣雷達產(chǎn)品的基數(shù)據(jù)。根據(jù)6 6分鐘一體掃分鐘一體掃的高密度基數(shù)據(jù)資料與相應(yīng)時間的自動雨量站的高密度基數(shù)據(jù)資料與相應(yīng)時間的自動雨量站資料進行相關(guān)分析，可以大大提高對水庫蓄水、資料進行相關(guān)分析，可以大大提高對水庫蓄水、防洪和暴雨落區(qū)落點的精確預(yù)報。防洪和暴雨落區(qū)落點的精確預(yù)報。 勿容置疑，新一代天氣雷達的應(yīng)用確實為勿容置疑，新一代天氣雷達的應(yīng)用確實為災(zāi)

9、害性天氣的預(yù)警預(yù)報帶來了福音，同時也為災(zāi)害性天氣的預(yù)警預(yù)報帶來了福音，同時也為強對流天氣的研究提供了依據(jù)。強對流天氣的研究提供了依據(jù)。三、新一代天氣雷達基本原理三、新一代天氣雷達基本原理 1 1、探測原理、探測原理 和常規(guī)雷達類似，新一代天氣雷達也是和常規(guī)雷達類似，新一代天氣雷達也是利用目標物對電磁波的散射原理來對云雨、冰利用目標物對電磁波的散射原理來對云雨、冰晶等進行探測的（圖晶等進行探測的（圖1 1）。）。圖1 雷達探測原理 目標物的性質(zhì)、強弱直接影響返回目標物的性質(zhì)、強弱直接影響返回到雷達的回波強弱。而回波的強弱與雷到雷達的回波強弱。而回波的強弱與雷達性能、參數(shù)密切相關(guān)。它們之間的關(guān)達性

10、能、參數(shù)密切相關(guān)。它們之間的關(guān)系可以用一個方程式表達：系可以用一個方程式表達： 式中：式中：PrPr是雷達接收到的回波功率是雷達接收到的回波功率, ,單單位：位：KWKW；PtPt是雷達的發(fā)射峰值功率是雷達的發(fā)射峰值功率, ,單位：單位：KWKW；G G為天線增益為天線增益, ,單位：倍；單位：倍；為水平為水平波束寬度，單位：波束寬度，單位：；h h為發(fā)射脈沖長度為發(fā)射脈沖長度, ,單位：單位：m m；為垂直波束寬度為垂直波束寬度, ,單位：單位：；r r為目標物到雷達天線的距離為目標物到雷達天線的距離, ,單位：單位：kmkm；為波長為波長, ,單位：單位：mmmm；為反射因子為反射因子,

11、,單單位：位：mm6.m-3mm6.m-3；k2k2為折射指數(shù)，當反射體為折射指數(shù)，當反射體為液體時為液體時, ,其數(shù)值為其數(shù)值為0.930.93，反射體為固體，反射體為固體時，其數(shù)值為時，其數(shù)值為0.1970.197。 從上述雷達氣象方程可以看到：雷達參從上述雷達氣象方程可以看到：雷達參數(shù)是一個常數(shù)。而回波強度與回波離雷達的數(shù)是一個常數(shù)。而回波強度與回波離雷達的距離則是變數(shù)。距離越遠接收到的回波功率距離則是變數(shù)。距離越遠接收到的回波功率越弱；反射因子越大接受到的功率也越大。越弱；反射因子越大接受到的功率也越大。而反射因子而反射因子Z Z與雨滴的與雨滴的6 6次方成正比。雨滴越次方成正比。雨滴

12、越大，回波反射率越大，即雷達回波強度越強。大，回波反射率越大，即雷達回波強度越強。這也是為什么冰雹等外包水成物的雷達回波這也是為什么冰雹等外包水成物的雷達回波特別強的緣故。特別強的緣故。 2 2、多普勒效應(yīng)、多普勒效應(yīng) 和常規(guī)脈沖雷達所不同的是：多普勒雷達和常規(guī)脈沖雷達所不同的是：多普勒雷達不但可以探測雷達回波的位置和強度，還可不但可以探測雷達回波的位置和強度，還可以探測各散射體之間相對于雷達的運動速度、以探測各散射體之間相對于雷達的運動速度、方向等，即相繼發(fā)送的脈沖波之間的初相位方向等，即相繼發(fā)送的脈沖波之間的初相位是相同的。這就是相干雷達。而多普勒雷達是相同的。這就是相干雷達。而多普勒雷達

13、就是典型的相干雷達。就是典型的相干雷達。 多普勒雷達的理論基礎(chǔ)是電磁波的多普多普勒雷達的理論基礎(chǔ)是電磁波的多普勒效應(yīng)。所謂多譜勒效應(yīng)，是指波源相對于勒效應(yīng)。所謂多譜勒效應(yīng)，是指波源相對于觀察者運動時，觀察者接到的信號頻率和波觀察者運動時，觀察者接到的信號頻率和波源發(fā)出的頻率是不同的。而且發(fā)射頻率和接源發(fā)出的頻率是不同的。而且發(fā)射頻率和接收頻率之間的差值，和波源運動的速度有關(guān)。收頻率之間的差值，和波源運動的速度有關(guān)。 這種現(xiàn)象叫多譜勒效應(yīng)。由多譜勒效應(yīng)而這種現(xiàn)象叫多譜勒效應(yīng)。由多譜勒效應(yīng)而引起的頻率變化，叫多譜勒頻移。這種頻率引起的頻率變化，叫多譜勒頻移。這種頻率的變化量和相對運動速度的大小之間

14、的關(guān)系，的變化量和相對運動速度的大小之間的關(guān)系，有如一列行駛中鳴笛的火車，月臺上候車的有如一列行駛中鳴笛的火車，月臺上候車的人們可以感覺到鳴笛頻率的變化，當火車朝人們可以感覺到鳴笛頻率的變化，當火車朝向月臺行使時，頻率變高，當火車遠離月臺向月臺行使時，頻率變高，當火車遠離月臺而去，則頻率變低，而且其頻率變化量與火而去，則頻率變低，而且其頻率變化量與火車行使的速度成正比。用一公式表示它們之車行使的速度成正比。用一公式表示它們之間的關(guān)系為：間的關(guān)系為： f =2v/ f =2v/ 上式中上式中f:f:多譜勒頻率；多譜勒頻率；v:v:運動目標的徑向速運動目標的徑向速度；度；:雷達工作波長。雷達工作波

15、長。 3 3、多普勒兩難、多普勒兩難 脈沖多普勒雷達象常規(guī)雷達一樣，脈沖多普勒雷達象常規(guī)雷達一樣，發(fā)射一系列在空間上相隔一定距離發(fā)射一系列在空間上相隔一定距離d d的脈的脈沖。這個距離沖。這個距離d d與脈沖重復(fù)頻率（與脈沖重復(fù)頻率（prfprf）有）有如下關(guān)系：如下關(guān)系： d=c/prf d=c/prf 其中其中C C: :是雷達脈沖能量在大氣中的傳播是雷達脈沖能量在大氣中的傳播速度速度, ,其值為其值為3 3* *108108米秒米秒-1-1。 一個脈沖傳播并且在下一個脈沖發(fā)射一個脈沖傳播并且在下一個脈沖發(fā)射前回到雷達的最大距離是脈沖間隔前回到雷達的最大距離是脈沖間隔d d的一的一半。這個

16、最大距離定義為：半。這個最大距離定義為： rmax=C/（2prf） 從公式可以看到，要得到最大距離范圍內(nèi)的所從公式可以看到，要得到最大距離范圍內(nèi)的所有散射區(qū)可以用降低有散射區(qū)可以用降低prf的方法。但因為：的方法。但因為： Vmax=+-（prf）/4 Vmax是最大多普勒速度測量范圍。如果是最大多普勒速度測量范圍。如果PRF減小，那么就會產(chǎn)生速度混淆。解與式得減小，那么就會產(chǎn)生速度混淆。解與式得出：出： VmaxRmax=+-/8 因此，對一個具有一定波長的多普勒雷達來說因此，對一個具有一定波長的多普勒雷達來說Vmax與與Rmax的積是一個常數(shù)，的積是一個常數(shù)，Rmax增加則增加則Vmax

17、減小，反之亦然。這就是多普勒的兩難。減小，反之亦然。這就是多普勒的兩難。 在目前新一代雷達還沒有解決這個難題。在目前新一代雷達還沒有解決這個難題。 4 4、WSR98DWSR98D簡介簡介 目前南昌使用的是北京敏視達公司生產(chǎn)目前南昌使用的是北京敏視達公司生產(chǎn)的的WSR98DWSR98D。它由五個主要部分構(gòu)成：雷達。它由五個主要部分構(gòu)成：雷達數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（RDARDA）、寬）、寬/ /窄帶通訊子系窄帶通訊子系統(tǒng)（統(tǒng)（WNCWNC）、雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（）、雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（RPGRPG）、）、主用戶處理器（主用戶處理器（PUPPUP）和附屬安裝設(shè)備。主）和附屬安裝設(shè)備。主要構(gòu)

18、成如圖要構(gòu)成如圖2 2。RDARDA是用戶所使用的雷達數(shù)據(jù)是用戶所使用的雷達數(shù)據(jù)的采集單元。它的主要功能是產(chǎn)生和發(fā)射射的采集單元。它的主要功能是產(chǎn)生和發(fā)射射頻脈沖、接收目標物對這些脈沖的反射能量，頻脈沖、接收目標物對這些脈沖的反射能量，并通過數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。并通過數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。 RPGRPG是整個雷達系統(tǒng)的指令中心。也是雷達是整個雷達系統(tǒng)的指令中心。也是雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)RPGRPG是它由寬帶通訊線路從是它由寬帶通訊線路從RDARDA接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，對其進行處理并生成各接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，對其進行處理并生成各種產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過窄帶通訊線路傳給用戶。種產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過

19、窄帶通訊線路傳給用戶。RPGRPG還可以通過雷達控制臺（還可以通過雷達控制臺（UCPUCP）對）對RDARDA進行進行監(jiān)控（遙控方式）。監(jiān)控（遙控方式）。 PUP PUP的主要功能是產(chǎn)品請求、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存的主要功能是產(chǎn)品請求、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲和管理等。儲和管理等。圖圖2 WSR98D2 WSR98D主要系統(tǒng)構(gòu)成主要系統(tǒng)構(gòu)成四、多普勒速度圖的基本識別四、多普勒速度圖的基本識別 1 1、實際風與徑向風的關(guān)系、實際風與徑向風的關(guān)系 多普勒雷達測量的是風場在雷達徑向多普勒雷達測量的是風場在雷達徑向上的分量。上的分量。 假定某高度平面上的實際風向風速均假定某高度平面上的實際風向風速均勻，則雷達以某個仰角作

20、勻，則雷達以某個仰角作360360度掃描時，在度掃描時，在這個高度相應(yīng)的距離圈上，雷達徑向速度這個高度相應(yīng)的距離圈上，雷達徑向速度隨方位角的分布是典型正（余）旋曲線。隨方位角的分布是典型正（余）旋曲線。雷達波束與實際風向的夾角越大，則徑向雷達波束與實際風向的夾角越大，則徑向速度值越小，實際風速越小，徑向速度也速度值越小，實際風速越小，徑向速度也越小（圖越?。▓D3 3）。）。 在雷達上，徑向速度的大小和正負是通在雷達上，徑向速度的大小和正負是通過顏色變化表示的。一般暖色表示正徑過顏色變化表示的。一般暖色表示正徑向速度，冷色表示負徑向速度。作為一向速度，冷色表示負徑向速度。作為一種約定俗成，離開雷

21、達的徑向速度為正，種約定俗成，離開雷達的徑向速度為正，流向雷達的徑向速度為負。離開雷達和流向雷達的徑向速度為負。離開雷達和流向雷達的速度分別被稱為出流和入流流向雷達的速度分別被稱為出流和入流速度。速度。圖3a圖3b2 2、關(guān)于零速度、關(guān)于零速度 當實際風速為零時或雷達波束與實際風向垂當實際風速為零時或雷達波束與實際風向垂直時，徑向速度為零，稱為零速度。因此，可直時，徑向速度為零，稱為零速度。因此，可根據(jù)徑向風的分布反推實際風。主要依據(jù)是零根據(jù)徑向風的分布反推實際風。主要依據(jù)是零速度線的分布：速度線的分布： (1)(1)零等速度線的實際風與雷達波束垂直。零等速度線的實際風與雷達波束垂直。 (2)

22、(2)假定在雷達探測范圍內(nèi)，同一高度層上假定在雷達探測范圍內(nèi)，同一高度層上的實際風是均勻的。從的實際風是均勻的。從PUPPUP顯示屏中心出發(fā)，顯示屏中心出發(fā)，沿徑向劃一直線到達零等速度線上某一點：過沿徑向劃一直線到達零等速度線上某一點：過該點劃一矢量垂直此直線。方向從入流徑向速該點劃一矢量垂直此直線。方向從入流徑向速度一側(cè)指向出流徑向速度一側(cè)，此矢量即表示度一側(cè)指向出流徑向速度一側(cè)，此矢量即表示垂足點所在高度層的實際風向。（圖垂足點所在高度層的實際風向。（圖4 4） 另外，還可以根據(jù)零速度帶的走向判斷冷另外，還可以根據(jù)零速度帶的走向判斷冷暖平流、輻合、輻散以及識別各類中小尺度天暖平流、輻合、輻

23、散以及識別各類中小尺度天氣系統(tǒng)。氣系統(tǒng)。圖4 環(huán)境風場的平面圖3 3、大尺度風場連續(xù)流型的識別、大尺度風場連續(xù)流型的識別 風向不變風速隨高度變化的風向不變風速隨高度變化的各種圖象變化（見圖各種圖象變化（見圖5-85-8）圖圖5 5 風速風向均不隨高度變化的風速風向均不隨高度變化的多普勒速度圖象和垂直風廓線多普勒速度圖象和垂直風廓線 圖圖7 7 風速在圖象中間達到最大值（風速在圖象中間達到最大值（4040海里海里/h/h） 圖圖8 8 圖象中間風速最大圖象中間風速最大 地面及圖象邊緣風速為零地面及圖象邊緣風速為零非均勻水平風場的圖象變化（見圖9-11）圖圖9 風速在所有高度上相同風速在所有高度上

24、相同 風向水平輻散的流場（左圖）風向水平輻散的流場（左圖）圖圖10 10 同前水平流場在各高度輻合同前水平流場在各高度輻合圖圖11 11 向上由西向東傾斜的多普勒速度圖象向上由西向東傾斜的多普勒速度圖象風速不變風向隨高度變化的風速不變風向隨高度變化的各種圖象變化（見各種圖象變化（見12-1412-14）圖圖12 12 風向逆轉(zhuǎn)風速不變的風向逆轉(zhuǎn)風速不變的 多普勒速度圖象和垂直風廓線多普勒速度圖象和垂直風廓線圖圖13 13 風向隨高度順轉(zhuǎn)風速不變的風向隨高度順轉(zhuǎn)風速不變的 多普勒速度圖象和垂直風廓線多普勒速度圖象和垂直風廓線 圖圖14 14 風向隨高度先順轉(zhuǎn)后逆轉(zhuǎn)風向隨高度先順轉(zhuǎn)后逆轉(zhuǎn)風速風向都

25、隨高度變化的風速風向都隨高度變化的各種圖象變化（見圖各種圖象變化（見圖15） 圖圖15 15 風速隨高度增加（地面為風速隨高度增加（地面為0 0）風向隨高度順）風向隨高度順 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)的多普勒速度圖象和垂直風廓線，圖象東部和西部邊緣的多普勒速度圖象和垂直風廓線，圖象東部和西部邊緣的顏色突變代表了己被混淆的更大的速度值。顏色突變代表了己被混淆的更大的速度值。風場中垂直不連續(xù)的風場中垂直不連續(xù)的圖象變化（見圖圖象變化（見圖16）圖圖1616風向突變的多普勒速度圖象和垂直風廓線，風向突變的多普勒速度圖象和垂直風廓線，上下風向相差上下風向相差9090，之間存在一連續(xù)區(qū)的兩對牛眼顏色，之間存在一連續(xù)區(qū)的兩對

26、牛眼顏色突變表示有更大的速度值。突變表示有更大的速度值。風場中水平面不連續(xù)的圖象變風場中水平面不連續(xù)的圖象變化（見圖化（見圖17-19）圖圖1717鋒面對應(yīng)的多普勒速度圖象鋒前低層有一西鋒面對應(yīng)的多普勒速度圖象鋒前低層有一西南風極大值，鋒后有一西北風極大值。南風極大值，鋒后有一西北風極大值。圖圖18 18 鋒面對應(yīng)的多普勒速度圖象鋒面對應(yīng)的多普勒速度圖象鋒面已移過測站鋒面已移過測站圖圖19 19 鋒面已到測站東南鋒面已到測站東南 鋒前風隨高度順轉(zhuǎn)，風速隨高度增加，鋒前風隨高度順轉(zhuǎn)，風速隨高度增加， 而鋒后風向隨高度逆轉(zhuǎn)，風速隨高度增加而鋒后風向隨高度逆轉(zhuǎn)，風速隨高度增加. . 4 4、中、中尺

27、度（尺度（2-20km2-20km）流場特）流場特 征識別（見圖征識別（見圖20-2820-28） 圖圖20 20 小區(qū)域方位示意圖小區(qū)域方位示意圖小區(qū)域方位示意圖圖圖21 21 純氣旋純氣旋圖圖22 22 純反氣旋純反氣旋 圖圖23 23 輻合輻合圖圖24 24 輻散輻散圖圖25 25 輻合氣旋輻合氣旋圖圖26 26 輻散氣旋輻散氣旋圖圖27 27 反氣旋輻合反氣旋輻合圖圖28 28 輻散反氣旋輻散反氣旋 5 5、基本產(chǎn)品介紹、基本產(chǎn)品介紹 CINRAD WSR-98DCINRAD WSR-98D產(chǎn)品可以分為兩大類：產(chǎn)品可以分為兩大類： （1 1）基本產(chǎn)品）基本產(chǎn)品 根據(jù)從根據(jù)從RDARDA

28、接收到的數(shù)字化基數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)字化基數(shù)據(jù)，RPGRPG可以生成操作員指定仰角上的基反可以生成操作員指定仰角上的基反射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品。射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品。（2 2） 導(dǎo)出產(chǎn)品導(dǎo)出產(chǎn)品 即由數(shù)字化的基數(shù)據(jù)經(jīng)過使用特定即由數(shù)字化的基數(shù)據(jù)經(jīng)過使用特定的算法而得到的。的算法而得到的。 如原則上說，除了基反射率因子、如原則上說，除了基反射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品外的產(chǎn)品都是基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品外的產(chǎn)品都是導(dǎo)出產(chǎn)品。其它類型的導(dǎo)出產(chǎn)品包括三導(dǎo)出產(chǎn)品。其它類型的導(dǎo)出產(chǎn)品包括三種基本數(shù)據(jù)的垂直剖面，垂直累積液態(tài)種基本數(shù)據(jù)的垂直剖面，垂直累積液態(tài)含水量含水量VILVIL、冰

29、雹指數(shù)、強天氣發(fā)生概、冰雹指數(shù)、強天氣發(fā)生概率、回波頂高、中氣旋、龍卷特征和降率、回波頂高、中氣旋、龍卷特征和降水量等共水量等共3333個。（數(shù)據(jù)流如圖個。（數(shù)據(jù)流如圖2929）圖圖29 29 雷達數(shù)據(jù)流示意圖雷達數(shù)據(jù)流示意圖雷達數(shù)據(jù)流示意圖雷達數(shù)據(jù)流示意圖雷達數(shù)據(jù)流示意圖雷達數(shù)據(jù)流示意圖 每個產(chǎn)品都由產(chǎn)品名、產(chǎn)品標識符和產(chǎn)品每個產(chǎn)品都由產(chǎn)品名、產(chǎn)品標識符和產(chǎn)品標識號組成。（表標識號組成。（表1 1） 由表由表1CINRAD WSR-98D 1CINRAD WSR-98D 部分產(chǎn)品的產(chǎn)品部分產(chǎn)品的產(chǎn)品號、產(chǎn)品標識符、產(chǎn)品標識號可知：號、產(chǎn)品標識符、產(chǎn)品標識號可知： CINRAD WSR-98D

30、 CINRAD WSR-98D 產(chǎn)品特性產(chǎn)品特性 在眾多的產(chǎn)品中，由于受約定限制，每次在眾多的產(chǎn)品中，由于受約定限制，每次申請的產(chǎn)品不能多于申請的產(chǎn)品不能多于2020個（目前多達個（目前多達3030個）。個）。特殊情況下，可以臨時申請某些產(chǎn)品。如回波特殊情況下，可以臨時申請某些產(chǎn)品。如回波剖面等。目前常用的產(chǎn)品有不同仰角的基本反剖面等。目前常用的產(chǎn)品有不同仰角的基本反射率和基本速度、風暴相對平均徑向速度、風射率和基本速度、風暴相對平均徑向速度、風廓線、垂直積分液態(tài)水、回波頂、組合反射率、廓線、垂直積分液態(tài)水、回波頂、組合反射率、反射率因子垂直剖面、風暴追蹤速度、冰雹指反射率因子垂直剖面、風暴追

31、蹤速度、冰雹指數(shù)等。下面主要對這些常用產(chǎn)品進行介紹。數(shù)等。下面主要對這些常用產(chǎn)品進行介紹。表表1 CINRAD WSR-98D1 CINRAD WSR-98D部分產(chǎn)品的部分產(chǎn)品的 雷達產(chǎn)品名、產(chǎn)品標識符、產(chǎn)品標識號雷達產(chǎn)品名、產(chǎn)品標識符、產(chǎn)品標識號 a a 基本反射率（基本反射率（R R） 這是雷達進行體積掃描時，對每個掃描這是雷達進行體積掃描時，對每個掃描仰角的回波強度（仰角的回波強度（DBZDBZ）顯示產(chǎn)品。分辨率有）顯示產(chǎn)品。分辨率有1 1、2 2、4km4km可選。距離范圍有可選。距離范圍有230230或或460460可選?？蛇x。圖象等級分圖象等級分8 8和和1616兩種，等級值隨探測

32、模式兩種，等級值隨探測模式（降水和晴空）而變?；痉瓷渎十a(chǎn)品用來（降水和晴空）而變。基本反射率產(chǎn)品用來估算降水強度、冰雹潛在性、風暴結(jié)構(gòu)等。估算降水強度、冰雹潛在性、風暴結(jié)構(gòu)等。該產(chǎn)品是使用頻率最高的產(chǎn)品，對強對流天該產(chǎn)品是使用頻率最高的產(chǎn)品，對強對流天氣的判斷和預(yù)警十分有用。（圖氣的判斷和預(yù)警十分有用。（圖3030）圖圖30 30 基本反射率基本反射率 b b 基本平均徑向速度（基本平均徑向速度（V V） 平均徑向速度是度量脈沖體積內(nèi)空氣和平均徑向速度是度量脈沖體積內(nèi)空氣和降水粒子的功率加權(quán)的徑向分量。在體掃時降水粒子的功率加權(quán)的徑向分量。在體掃時平均徑向速度顯示等級可選平均徑向速度顯示等級

33、可選8 8或或1616，分辨率，分辨率可選可選0.250.25、0.50.5和和1km1km。距離范圍可選。距離范圍可選6060、115115和和230km230km。該產(chǎn)品用于估算風速、風向和。該產(chǎn)品用于估算風速、風向和熱對流，識別風切變和邊界層，確定輻合、熱對流，識別風切變和邊界層，確定輻合、輻散、渦流、切變、下?lián)舯┝骱蛷娞鞖馓卣鬏椛?、渦流、切變、下?lián)舯┝骱蛷娞鞖馓卣鳎ㄒ妶D（見圖3131）。）。圖圖31 31 基本平均徑向速度基本平均徑向速度 c c 風暴相對平均徑向速度風暴相對平均徑向速度 是一個是一個1616等級的速度圖象產(chǎn)品。是從雷等級的速度圖象產(chǎn)品。是從雷達速度測值中減去風暴運動的

34、徑向分量生成達速度測值中減去風暴運動的徑向分量生成的。這樣得到的速度結(jié)構(gòu)如同從正在移動的的。這樣得到的速度結(jié)構(gòu)如同從正在移動的風暴，而不是從地面上所看見的那種結(jié)構(gòu)。風暴，而不是從地面上所看見的那種結(jié)構(gòu)。這種處理方法通過去除風暴運動引起的非對這種處理方法通過去除風暴運動引起的非對稱性，向操作員更好地展示渦旋或可能存在稱性，向操作員更好地展示渦旋或可能存在與被測速度場的中尺度氣旋。（見圖與被測速度場的中尺度氣旋。（見圖3232）。）。圖圖32 32 風暴相對速度風暴相對速度 d d 組合反射率因子（組合反射率因子（CRCR）（見圖）（見圖3333） 組合反射率因子為一笛卡爾投影組合反射率因子為一笛

35、卡爾投影圖象產(chǎn)品。圖象產(chǎn)品。 顯示每個坐標格點上方對應(yīng)氣柱顯示每個坐標格點上方對應(yīng)氣柱內(nèi)任何地方被發(fā)現(xiàn)的最大的發(fā)射率因子。內(nèi)任何地方被發(fā)現(xiàn)的最大的發(fā)射率因子。圖象等級有圖象等級有1616種種, ,分辨率有分辨率有1 1* *1 1和和4 4* *4km4km兩種。顯示組合反射率時，同時也顯示兩種。顯示組合反射率時，同時也顯示一個組合屬性表。組合屬性表摘要地給一個組合屬性表。組合屬性表摘要地給出每個由風暴算法產(chǎn)生的每個被識別的出每個由風暴算法產(chǎn)生的每個被識別的風暴的主要特征。風暴的主要特征。 例如所標識風暴的最大反射率因子高例如所標識風暴的最大反射率因子高度、最大徑向速度值、風暴軌跡預(yù)報和度、最

36、大徑向速度值、風暴軌跡預(yù)報和龍卷的真、假判別以及冰雹的有或無等。龍卷的真、假判別以及冰雹的有或無等。作為一種顯示最大反射率和有關(guān)風暴征作為一種顯示最大反射率和有關(guān)風暴征兆的方法，只用組合反射率這一個產(chǎn)品兆的方法，只用組合反射率這一個產(chǎn)品就行了，無需對每個仰角的基本反射率就行了，無需對每個仰角的基本反射率產(chǎn)品或算法的輸出數(shù)據(jù)進行篩選。它用產(chǎn)品或算法的輸出數(shù)據(jù)進行篩選。它用在強對流風暴預(yù)報中相當有效。常和其在強對流風暴預(yù)報中相當有效。常和其它一些最重要的產(chǎn)品（如風暴跟蹤信息、它一些最重要的產(chǎn)品（如風暴跟蹤信息、中尺度氣旋等）疊加使用。中尺度氣旋等）疊加使用。圖圖33 33 組合反射率產(chǎn)品組合反射率

37、產(chǎn)品 e e 風暴追蹤信息（風暴追蹤信息（STISTI）（見圖）（見圖3434） 該產(chǎn)品提供風暴過去、現(xiàn)在和未來該產(chǎn)品提供風暴過去、現(xiàn)在和未來位置以及整個雷達反射率覆蓋域（半徑位置以及整個雷達反射率覆蓋域（半徑460460公里內(nèi)）風暴運動信息的十分可靠的公里內(nèi)）風暴運動信息的十分可靠的產(chǎn)品。并且有三種形式：單一圖形、圖形產(chǎn)品。并且有三種形式：單一圖形、圖形疊加和字母數(shù)字表。與圖形產(chǎn)品同時顯示疊加和字母數(shù)字表。與圖形產(chǎn)品同時顯示的一個風暴屬性表為每個風暴以字母數(shù)字的一個風暴屬性表為每個風暴以字母數(shù)字方式提供有關(guān)的特征量，如風暴識別號、方式提供有關(guān)的特征量，如風暴識別號、質(zhì)心、方位和距離、移速和移

38、向、跟蹤誤質(zhì)心、方位和距離、移速和移向、跟蹤誤差、風暴最大反射率和高度等。差、風暴最大反射率和高度等。 根據(jù)風暴系列算法追蹤風暴的時間長根據(jù)風暴系列算法追蹤風暴的時間長短。圖形產(chǎn)品還提供過去短。圖形產(chǎn)品還提供過去1515分鐘風暴的分鐘風暴的位置、當前風暴質(zhì)心的位置和未來一小位置、當前風暴質(zhì)心的位置和未來一小時內(nèi)每時內(nèi)每1515分鐘風暴所在的位置以及一條分鐘風暴所在的位置以及一條連接這些位置的線段（移動軌跡）。連接這些位置的線段（移動軌跡）。STI STI 算法不斷地計算對風暴追蹤的誤差，并算法不斷地計算對風暴追蹤的誤差，并自動調(diào)整預(yù)報的位置。自動調(diào)整預(yù)報的位置。圖圖34 34 風暴追蹤信息風暴

39、追蹤信息 f f 冰雹指數(shù)（冰雹指數(shù)（HIHI）（見圖）（見圖3535） 它是通過有關(guān)算法產(chǎn)生的圖象它是通過有關(guān)算法產(chǎn)生的圖象產(chǎn)品。應(yīng)用它可以識別產(chǎn)生或可能產(chǎn)產(chǎn)品。應(yīng)用它可以識別產(chǎn)生或可能產(chǎn)生大冰雹的對流風暴。冰雹指數(shù)算法生大冰雹的對流風暴。冰雹指數(shù)算法通過檢查被風暴系列算法所識別的風通過檢查被風暴系列算法所識別的風暴的若干反射率結(jié)構(gòu)特征，提取是否暴的若干反射率結(jié)構(gòu)特征，提取是否會導(dǎo)致冰雹發(fā)生的指標。它也可用字會導(dǎo)致冰雹發(fā)生的指標。它也可用字目數(shù)字和圖形疊加形式產(chǎn)生。目數(shù)字和圖形疊加形式產(chǎn)生。圖圖35 35 冰雹指數(shù)冰雹指數(shù) g g 反射率因子垂直剖面（反射率因子垂直剖面（RCSRCS）（見圖

40、）（見圖3636） 反射率因子垂直剖面類似反射率因子垂直剖面類似RHIRHI產(chǎn)品。所不產(chǎn)品。所不同的是這種垂直剖面徑向上的兩個端點由用戶同的是這種垂直剖面徑向上的兩個端點由用戶任意指定。只要兩點見距離不超過任意指定。只要兩點見距離不超過230km230km。因。因此，它可以從對一個風暴的相對透視產(chǎn)生。實此，它可以從對一個風暴的相對透視產(chǎn)生。實際的垂直剖面是從體掃描資料獲得。應(yīng)用它能際的垂直剖面是從體掃描資料獲得。應(yīng)用它能有效地確定降水回波垂直結(jié)構(gòu)（水分累積區(qū)的有效地確定降水回波垂直結(jié)構(gòu)（水分累積區(qū)的垂直分布、弱回波區(qū)的位置等）。根據(jù)這些可垂直分布、弱回波區(qū)的位置等）。根據(jù)這些可以判斷強天氣的種

41、類。圖以判斷強天氣的種類。圖36a36a反射率因子垂直反射率因子垂直剖面。剖面。圖圖36a36a反射率因子垂直剖面反射率因子垂直剖面圖36b反射率因子垂直剖面 h h 速度垂直剖面（速度垂直剖面（VCSVCS）（見圖）（見圖3737） 速度垂直剖面除了顯示的是平速度垂直剖面除了顯示的是平均徑向速度垂直剖面外，形式上基本均徑向速度垂直剖面外，形式上基本和和RCSRCS相同。相同。VCSVCS和和RCSRCS往往配對使用，往往配對使用，主要用于分析風暴頂輻散。主要用于分析風暴頂輻散。圖圖37 37 速度垂直剖面速度垂直剖面 i i 回波頂（回波頂（ETET）（見圖）（見圖3838） 這是一個這是一

42、個1616等級的笛卡爾圖象產(chǎn)品。等級的笛卡爾圖象產(chǎn)品。顯示平均海平面以上回波反射率等于顯示平均海平面以上回波反射率等于18dBz18dBz對應(yīng)的高度。分辨率為對應(yīng)的高度。分辨率為4 4* *4km4km；高；高度間隔為度間隔為1.53km1.53km；高度范圍從；高度范圍從1.53km1.53km到到21.34km21.34km。用它分析對流風暴。最高的回。用它分析對流風暴。最高的回波頂高對應(yīng)最強烈的風暴。波頂高對應(yīng)最強烈的風暴。圖圖38 38 回波頂高回波頂高 j j 垂直積分液態(tài)水（垂直積分液態(tài)水（VILVIL）（見圖）（見圖3939） 這是由體積反射率數(shù)據(jù)生成的這是由體積反射率數(shù)據(jù)生成的

43、1616個個等級的笛卡爾圖象產(chǎn)品。分辨率為等級的笛卡爾圖象產(chǎn)品。分辨率為4 4* *4km4km。VILVIL算法首先假設(shè)每個坐標網(wǎng)格上方的垂算法首先假設(shè)每個坐標網(wǎng)格上方的垂直氣柱里所有反射率均由液態(tài)水所致，直氣柱里所有反射率均由液態(tài)水所致，然后對氣柱內(nèi)各個采樣體積的液態(tài)水含然后對氣柱內(nèi)各個采樣體積的液態(tài)水含量求和，獲得垂直累積液態(tài)水總量。覆量求和，獲得垂直累積液態(tài)水總量。覆蓋范圍是蓋范圍是230km230km。垂直累積液態(tài)水含量的。垂直累積液態(tài)水含量的多寡與冰雹的大小、多少正相關(guān)。多寡與冰雹的大小、多少正相關(guān)。圖圖39 39 垂直積分液態(tài)水垂直積分液態(tài)水 k k 風廓線（風廓線（VWPVWP

44、）（見圖）（見圖4040） 它是平均水平風隨高度變化它是平均水平風隨高度變化的圖形顯示產(chǎn)品。的圖形顯示產(chǎn)品。VWPVWP產(chǎn)品是類似風產(chǎn)品是類似風廓線記錄儀錄取的風場信息，但它是廓線記錄儀錄取的風場信息，但它是在降水和密集云層這種風廓線儀作用在降水和密集云層這種風廓線儀作用受到限制的氣象環(huán)境下取得的。它被受到限制的氣象環(huán)境下取得的。它被廣泛地用于識別各個高度上的風急流、廣泛地用于識別各個高度上的風急流、冷、暖平流結(jié)構(gòu)、垂直風切變、鋒面冷、暖平流結(jié)構(gòu)、垂直風切變、鋒面及其在垂直方向上的深度和風暴相對及其在垂直方向上的深度和風暴相對速度等。速度等。圖圖40 40 垂直風廓線垂直風廓線 五、五、WSR

45、98DWSR98D產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用 近幾年通過對近幾年通過對WSR98DWSR98D產(chǎn)品的應(yīng)用，產(chǎn)品的應(yīng)用，認識到多普勒天氣雷達確實比常規(guī)天氣認識到多普勒天氣雷達確實比常規(guī)天氣雷達獲取的降水信息更多。除了能表征雷達獲取的降水信息更多。除了能表征降水強度和云中液態(tài)水含量的回波強度降水強度和云中液態(tài)水含量的回波強度外，還能得到降水質(zhì)點相對于雷達的平外，還能得到降水質(zhì)點相對于雷達的平均徑向速度和速度譜寬，在對強風暴的均徑向速度和速度譜寬，在對強風暴的監(jiān)測和臨近預(yù)報中表現(xiàn)了極大的優(yōu)越性。監(jiān)測和臨近預(yù)報中表現(xiàn)了極大的優(yōu)越性。 從單部多普勒天氣雷達提供的徑從單部多普勒天氣雷達提

46、供的徑向風場分布中能有效地確定龍卷、下向風場分布中能有效地確定龍卷、下?lián)舯┝鳌⒅谐叨葰庑?、反氣旋、陣風擊暴流、中尺度氣旋、反氣旋、陣風鋒等強烈天氣現(xiàn)象；根據(jù)垂直風廓線鋒等強烈天氣現(xiàn)象；根據(jù)垂直風廓線可以分析冷暖平流。還可以根據(jù)徑向可以分析冷暖平流。還可以根據(jù)徑向風場風向風速的變化和零速度線的分風場風向風速的變化和零速度線的分布分析冷鋒、冷暖切變、低槽等大尺布分析冷鋒、冷暖切變、低槽等大尺度系統(tǒng)。下面整理了部分典型強對流度系統(tǒng)。下面整理了部分典型強對流資料介紹給各位。資料介紹給各位。 （1 1）冷鋒或冷切變）冷鋒或冷切變 地面冷鋒是造成降水和強對流天氣的地面冷鋒是造成降水和強對流天氣的主要影響系

47、統(tǒng)。但由于受資料的限制，常主要影響系統(tǒng)。但由于受資料的限制，常規(guī)天氣圖上沒有連續(xù)的形勢資料。而多普規(guī)天氣圖上沒有連續(xù)的形勢資料。而多普勒雷達的問世彌補了這一缺憾。勒雷達的問世彌補了這一缺憾。 圖圖4141是是20032003年年5 5月月1616日福建龍巖一次日福建龍巖一次典型冷鋒暴雨過程。由圖典型冷鋒暴雨過程。由圖4343可見在低層可見在低層( (測站到約測站到約47km47km處處) )有一零速度線有一零速度線( (灰色灰色) )呈呈西北西北- -東南走向東南走向,(,(對應(yīng)高度為對應(yīng)高度為0-4km0-4km高度高度) )，零速度線的左側(cè)為趨向雷達的西南風，右零速度線的左側(cè)為趨向雷達的西

48、南風，右側(cè)為遠離雷達的風；在側(cè)為遠離雷達的風；在0-4km0-4km的高度（可的高度（可查表）西南風達查表）西南風達15m/s15m/s。 值得注意的是：在值得注意的是：在310310度方位、度方位、47km47km處零速度線出現(xiàn)折角處零速度線出現(xiàn)折角, ,由西北由西北- -東南走向轉(zhuǎn)為西南東南走向轉(zhuǎn)為西南- -東北走向。零速東北走向。零速度線的左側(cè)度線的左側(cè)5m/s5m/s趨向雷達的西北風，趨向雷達的西北風，右側(cè)為遠離雷達的風。經(jīng)分析：零右側(cè)為遠離雷達的風。經(jīng)分析：零速度線的折角處為冷鋒所在地速度線的折角處為冷鋒所在地（850hPa850hPa為冷式切變）。但由于鋒為冷式切變）。但由于鋒面較

49、弱，西南面較弱，西南- -東北走向零速度線不東北走向零速度線不是很明顯。是很明顯。圖圖41 41 冷鋒或冷切變冷鋒或冷切變 （2 2）暖切變（見圖）暖切變（見圖4242） 暖切變速度分布大體具有對暖切變速度分布大體具有對稱性，東北方為遠里區(qū)，西南方為稱性，東北方為遠里區(qū)，西南方為趨近區(qū)；本例為西南風與東南風的趨近區(qū)；本例為西南風與東南風的切變。圖中圓圈處可見零速度線有切變。圖中圓圈處可見零速度線有明顯折角。明顯折角。圖圖42 42 暖切變暖切變 （3 3）槽前暖區(qū)暴雨（見圖）槽前暖區(qū)暴雨（見圖4343） 這是南昌雷達探測到的這是南昌雷達探測到的一次冬季槽前暖區(qū)暴雨過程。一次冬季槽前暖區(qū)暴雨過程

50、。在在150km150km范圍內(nèi)（范圍內(nèi)（0-4km0-4km高度）零度高度）零度線呈線呈SS型分布。風向由低層的偏型分布。風向由低層的偏北風逐漸順轉(zhuǎn)為西南風。即自下而北風逐漸順轉(zhuǎn)為西南風。即自下而上的暖平流環(huán)流。對應(yīng)強度場為混上的暖平流環(huán)流。對應(yīng)強度場為混合降水區(qū)。合降水區(qū)。 圖圖43 43 槽前暖區(qū)暴雨回波槽前暖區(qū)暴雨回波（4 4）強風暴回波特征）強風暴回波特征 強風暴的出現(xiàn)經(jīng)常與冰雹、暴雨、強風暴的出現(xiàn)經(jīng)常與冰雹、暴雨、下?lián)舯┝?，甚至龍卷相伴出現(xiàn)。下?lián)舯┝鳎踔笼埦硐喟槌霈F(xiàn)。 雷達強度大多超過雷達強度大多超過45dBz45dBz，個別強，個別強度達到度達到70dBz70dBz以上。（如以

51、上。（如20032003年年4 4月月1212日強風暴過程）。而且強單體大多有日強風暴過程）。而且強單體大多有特殊的回波結(jié)構(gòu)，如弓狀回波帶、三特殊的回波結(jié)構(gòu)，如弓狀回波帶、三體散射回波等；對應(yīng)徑向風場有中尺體散射回波等；對應(yīng)徑向風場有中尺度氣旋。度氣旋。（5 5）中尺度氣旋特征）中尺度氣旋特征( (圖圖44-45)44-45) 中尺度氣旋的出現(xiàn)與冰雹、雷雨大中尺度氣旋的出現(xiàn)與冰雹、雷雨大風甚至龍卷密切相關(guān)。凡滿足下列判據(jù)風甚至龍卷密切相關(guān)。凡滿足下列判據(jù)的小尺度渦旋即為中氣旋：的小尺度渦旋即為中氣旋： a a 核區(qū)直徑（最大入流速度和最大出流速核區(qū)直徑（最大入流速度和最大出流速度間的距離）小于

52、等于度間的距離）小于等于5nm(10km)5nm(10km)。 b b 轉(zhuǎn)動速度（即最大入流速度和最大出流轉(zhuǎn)動速度（即最大入流速度和最大出流速度絕對值之和的速度絕對值之和的1/21/2（/Vrmax/+/Vrmin/Vrmax/+/Vrmin/）超過圖中相應(yīng)的數(shù)值。超過圖中相應(yīng)的數(shù)值。 c c 圖圖45 45 中氣旋的強度劃分中氣旋的強度劃分45a 45a 中氣旋實例中氣旋實例1 1圖圖45b45b中氣旋實例中氣旋實例2圖圖45c45c中氣旋實例中氣旋實例3 3 圖圖45d45d中氣旋實例中氣旋實例4 4 （6 6）三體散射長釘特征）三體散射長釘特征( (圖圖46-48)46-48) 一個可用

53、于業(yè)務(wù)的大雹特征。三體散射現(xiàn)一個可用于業(yè)務(wù)的大雹特征。三體散射現(xiàn)象為沿電磁波發(fā)射方向出現(xiàn)釘狀強回波。象為沿電磁波發(fā)射方向出現(xiàn)釘狀強回波。 ZrnicZrnic（19871987）和）和WilsonWilson和和 ReumReum（19861986，19881988）研究了一個雷達回波假象，）研究了一個雷達回波假象，ZrnicZrnic稱其為稱其為“三體散射特征（三體散射特征（three body scatter three body scatter signaturesignature）”，WilsonWilson和和 ReumReum稱其為稱其為“火焰火焰回波（回波（flare echof

54、lare echo）”或或“雹釘（雹釘（hail hail spikespike）”。ZrnicZrnic指出該現(xiàn)象包含大的水凝結(jié)指出該現(xiàn)象包含大的水凝結(jié)物如大的濕冰雹對雷達波的非瑞利散射（米散物如大的濕冰雹對雷達波的非瑞利散射（米散射）所引起的。從垂直剖面圖看，火焰回波似射）所引起的。從垂直剖面圖看，火焰回波似乎是對這一特征的更合適的命名；但從乎是對這一特征的更合適的命名；但從PPIPPI圖來圖來看，長釘似乎是更合適的術(shù)語?？?，長釘似乎是更合適的術(shù)語。 這里我們將稱這一雷達假象為三體散射長釘這里我們將稱這一雷達假象為三體散射長釘（three-body scatter spikethree-b

55、ody scatter spike）或簡稱為）或簡稱為TBSSTBSS。 根據(jù)根據(jù)ZrnicZrnic的推理，這個過程由下列步驟組成：的推理，這個過程由下列步驟組成： a a 向前的雷達波束的一部分被大的降水粒子向前的雷達波束的一部分被大的降水粒子（如濕冰雹）散射到地面。（如濕冰雹）散射到地面。 b b 地面將散射波反射回空中的由降水粒子構(gòu)地面將散射波反射回空中的由降水粒子構(gòu)成的強散射區(qū)域。成的強散射區(qū)域。 c c 由地面反射到空中的由降水粒子構(gòu)成的強由地面反射到空中的由降水粒子構(gòu)成的強散射區(qū)域的雷達波又被散射回雷達。其過程如散射區(qū)域的雷達波又被散射回雷達。其過程如下圖下圖4949所示。所示。

56、圖圖46a46a三體散射三體散射1 1圖圖46b 46b 三體散射三體散射2 2 圖圖47 47 三體散射原理三體散射原理 圖圖48 48 產(chǎn)生龍卷的超級單體產(chǎn)生龍卷的超級單體 （7 7）下?lián)舯┝鳎ㄒ妶D）下?lián)舯┝鳎ㄒ妶D4949） 對大量觀測事實研究表明，下?lián)舯┝靼闯邔Υ罅坑^測事實研究表明，下?lián)舯┝靼闯叨瓤煞譃閮煞N：度可分為兩種： a a 微下?lián)舯┝魑⑾聯(lián)舯┝?水平輻散尺度小于水平輻散尺度小于4km4km，持續(xù)時間，持續(xù)時間2-102-10分分鐘；由于微下?lián)舯┝鞯某叨刃。蛯涌沙霈F(xiàn)相鐘；由于微下?lián)舯┝鞯某叨刃?，低層可出現(xiàn)相當大的水平切變，因而這類下?lián)舯┝鲗︼w行安當大的水平切變，因而這類下?lián)舯┝鲗?/p>

57、飛行安全危害極大。全危害極大。 b b 宏下?lián)舯┝骱晗聯(lián)舯┝?水平輻散尺度大于等于水平輻散尺度大于等于4km4km，持續(xù)時間，持續(xù)時間5-5-2020分鐘，簡稱下?lián)舯┝??？稍诘孛嬉瘕埦盹L分鐘，簡稱下?lián)舯┝??？稍诘孛嬉瘕埦盹L狀的破壞。狀的破壞。圖圖49 49 下?lián)舯┝飨聯(lián)舯┝鳎? 8）陣風鋒）陣風鋒（圖（圖5050）（9 9）弓狀颮線（圖）弓狀颮線（圖5151） 六、強風暴個例六、強風暴個例 受高空低槽和地面冷鋒共同影響，受高空低槽和地面冷鋒共同影響，20032003年年4 4月月1212日日9:00-22:009:00-22:00，江西境內(nèi)自北向南出現(xiàn)了，江西境內(nèi)自北向南出現(xiàn)了一次集冰雹、

58、雷雨大風和強降水于一體的強風一次集冰雹、雷雨大風和強降水于一體的強風暴天氣過程。其中冰雹暴天氣過程。其中冰雹6 6站次；雷雨大風站次；雷雨大風9 9站次；站次；30mm30mm強降水強降水8 8站次，部分縣區(qū)還出現(xiàn)了暴雨和站次，部分縣區(qū)還出現(xiàn)了暴雨和大暴雨。贛東北的弋陽縣城區(qū)災(zāi)情最嚴重，最大暴雨。贛東北的弋陽縣城區(qū)災(zāi)情最嚴重，最大冰雹直徑大冰雹直徑50mm50mm；蠶豆大小的冰雹密度；蠶豆大小的冰雹密度500n/m2500n/m2；降雹時間持續(xù)了降雹時間持續(xù)了1515分鐘以上。冰雹來時伴有分鐘以上。冰雹來時伴有8 8級級以上大風，導(dǎo)致弋陽縣城及周圍以上大風，導(dǎo)致弋陽縣城及周圍1010多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受嚴重冰雹、大風災(zāi)害。受嚴重冰雹、大風災(zāi)害。 據(jù)民政部門統(tǒng)計：這次強風暴天氣過程，據(jù)民政部門統(tǒng)計：這次強風暴天氣過程，全省有全省有2 2個市、個市、5 5個縣（市、區(qū)）受災(zāi)，個縣（市、區(qū)）受災(zāi)，5 5人死亡，人死亡，240240人受傷，直接經(jīng)濟損失近人受傷，直接經(jīng)濟損失近3 3億元。億元。 南昌新一代多普勒天氣雷達這次強風暴天南昌新一代多普勒天氣