多普勒天氣雷達(dá)風(fēng)場資料分析和應(yīng)用

1、多普勒天氣雷達(dá)風(fēng)場資料分析和應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)的優(yōu)勢?基本反射率；徑向速度通過相鄰脈沖對相位變化來確定，可推斷降水粒子的運動信息，從而了解風(fēng)場結(jié)構(gòu)；譜寬是一個距離庫內(nèi)速度離散程度的度量 ,譜寬數(shù)據(jù)可用來對徑向速度數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行檢驗。高譜寬值可以表明速度沒有代表性，其原由有可能是湍流或強(qiáng)切變區(qū)。 導(dǎo)致高譜寬值的氣象條件是類似雷暴、風(fēng)切變、湍流和邊界（如鋒面）等現(xiàn)象。 基本反射率與基本速度的關(guān)系: 對回波強(qiáng)度分析可了解回波強(qiáng)度性質(zhì)，從而判斷出降水性質(zhì)。對回波徑向速度分析，可了解大氣流場和氣流垂直速度分布特點，也就了解了天氣系統(tǒng)的特征。二者綜合分析，可了解回波的移動和演變規(guī)律，并且大大加強(qiáng)對各種天

2、氣系統(tǒng)特別是對流天氣系統(tǒng)的識別和預(yù)警能力?；舅俣葓鰧Υ蠖鄶?shù)天氣系統(tǒng)有很好的指示意義，因此，二者也可簡單理解為因果關(guān)系。主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、 基本速度的分布特點 二二、風(fēng)廓線的特征風(fēng)廓線的特征三三、風(fēng)場反演資料的特征風(fēng)場反演資料的特征四四、應(yīng)用風(fēng)場資料的幾個要點應(yīng)用風(fēng)場資料的幾個要點1.暴雨型2.強(qiáng)對流天氣型大風(fēng)區(qū)型逆風(fēng)區(qū)型中氣旋型中尺度輻合型近地層輻散型一 速度場分布的特征1.1.暴雨型暴雨型速度場中低層負(fù)速度面積大于正速度的面積 （輻合 ）零速度線呈“S”型和反“S”型分布（冷暖平流） “牛眼”（急流，風(fēng)速隨高度先增后減）風(fēng)向發(fā)生改變 （風(fēng)切變） 右圖是2004年4月7日湖南暴雨過程，

3、“牛眼”維持達(dá)8h之久 ，長沙站8h累積降水量達(dá)147mm 一 速度場分布的特征低空急流與冷鋒也常相伴出現(xiàn)整層風(fēng)向不變，風(fēng)速先增后減冷鋒上暖濕氣流交匯有利于強(qiáng)降水的形成，低空急流的存在，使得冷鋒的移動速度減慢，也有利于降水的維持abcd冷鋒長沙雷達(dá)站2002年5月13日15時59分的雷達(dá)回波圖(a.基本反射率圖(0.5) ，b、c、d分別為0.5、2.4、4.3的基本速度圖)低空急流（速度模糊）一 速度場分布的特征（續(xù)）2.2.強(qiáng)對流天氣型強(qiáng)對流天氣型大風(fēng)區(qū)型概念（100km范圍內(nèi)1.5km高度以下、徑向速度大于13m/s的速度場分布）大風(fēng)區(qū)離地面越近，徑向速度值越大，地面災(zāi)害越大大風(fēng)區(qū)作為入

4、流進(jìn)入云體和作為出流流出云體云體所經(jīng)之處都會出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣 右圖是2006年6月25日8：22h，大風(fēng)區(qū)位于回波帶的后方，作為入流進(jìn)入云體的（云體發(fā)展），造成了機(jī)場地面17m/s的雷雨大風(fēng)一 速度場分布的特征（續(xù)）2.強(qiáng)對流天氣型（續(xù)）逆風(fēng)區(qū)型概念風(fēng)向劇烈的變化，有強(qiáng)烈的風(fēng)切變和輻合云團(tuán)進(jìn)入逆風(fēng)區(qū)時，發(fā)展更加旺盛 在逆風(fēng)的高度區(qū)，有很強(qiáng)的垂直風(fēng)切變右圖是2006年5月8日的逆風(fēng)區(qū)型，一弓形回波的強(qiáng)雷雨帶就出現(xiàn)在逆風(fēng)區(qū)里，強(qiáng)度達(dá)65dBz。氣旋反氣旋一 速度場分布的特征（續(xù)）2.2.強(qiáng)對流天氣型強(qiáng)對流天氣型（續(xù)）中氣旋型或氣旋式輻合型概念（核區(qū)直徑小于等于10km ；轉(zhuǎn)動速度滿足多普勒天氣雷達(dá)

5、原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用的“中氣旋識別的轉(zhuǎn)動速度判據(jù)”標(biāo)準(zhǔn)（我國沿用美國氣象局的標(biāo)準(zhǔn)：距雷達(dá)50KM處，強(qiáng)、中、弱中氣旋對應(yīng)的平均轉(zhuǎn)動速度分別是22M/S 、 16M/S 、 12M/S)；垂直延伸厚度大于等于風(fēng)暴垂直尺度的三分之一 ；維持兩個體掃或以上）中氣旋的出現(xiàn)，預(yù)示著強(qiáng)烈的天氣發(fā)生，強(qiáng)中氣旋往往與冰雹和龍卷等強(qiáng)對流天氣聯(lián)系在一起。一 速度場分布的特征（續(xù)）右圖是2004年4月23日04：37UTC，長沙市出現(xiàn)的一次冰雹過程冰雹持續(xù)10多分鐘，地面出現(xiàn)了19m/s的大風(fēng) （據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，中氣旋出現(xiàn)后515分鐘才出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣）2006年4月11日21:13雷達(dá)回波，機(jī)場出現(xiàn)強(qiáng)雷雨平均轉(zhuǎn)動速15M/S

6、，核區(qū)直徑超過10KM，是氣旋式輻合氣旋式輻合一 速度場分布的特征（續(xù)）2.2.強(qiáng)對流天氣型強(qiáng)對流天氣型（續(xù)）近地層輻散型 概念（近地層輻散型是指50km范圍內(nèi)，0.5的速度圖上，沿徑向排列的正負(fù)速度中心相距不遠(yuǎn)（10km）的速度偶，呈氣旋式輻散）輻散區(qū)離地面越近，發(fā)生下?lián)舯┝鳌⒃斐傻孛娲箫L(fēng)可能性越大右圖05年5月4日13：29UTC， 0.5的速度圖，是一對氣旋式輻散速度偶，機(jī)場出現(xiàn)了強(qiáng)雷雨，出現(xiàn)了19m/s的大風(fēng)。二 風(fēng)廓線的特征對大范圍暴雨，氣流從低到高順時針旋轉(zhuǎn)，6km以下氣流旋轉(zhuǎn)角度90。風(fēng)廓線圖上出現(xiàn)“ND” 的現(xiàn)象很少，風(fēng)向相對整齊有規(guī)律（右圖2002年7月1日長沙暴雨過程） 對

7、于中小尺度對流系統(tǒng)，從低到高很強(qiáng)烈的順時針旋轉(zhuǎn)，6km以下氣流旋轉(zhuǎn)角度90，常出現(xiàn)大片的“ND”現(xiàn)象，而且，“ND”現(xiàn)象高度變化明顯。中低層有很強(qiáng)的暖平流，空中存在很強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。 右上圖是2006年8月5日0808-0910的風(fēng)廓線 圖，0821以后出現(xiàn)了強(qiáng)雷雨，右下圖7日0514-0615UTC的垂直風(fēng)廓線圖 切變線三 風(fēng)場反演資料的特征 對預(yù)報精細(xì)化的3點理解：定時定量和定點. 假設(shè)在均勻風(fēng)場下用VAD方法反演出來的 ，能較真實的反映大氣當(dāng)時狀況 利用風(fēng)場反演資料對中小尺度演變的監(jiān)視，彌補(bǔ)了常規(guī)資料的不足 三 風(fēng)場反演資料的特征右圖是2008年1月的冰雪天氣過程中，1月28日08：39

8、在株洲南40km處高度約1500m（850hPa高度）形成了一條明顯的中尺度切變線并北抬，至12：43幾乎北抬至株洲-湘潭上空，然后穩(wěn)定維持了近7h才減弱南壓，至20：04切變線消失，機(jī)場降冰粒停止。2月1日09：47在株洲南40km處也形成了一條中尺度切變線，至20：48北抬至株洲-湘潭附近，穩(wěn)定維持了近4h，至2月2日的00：14切變線南壓，機(jī)場降雪減弱停止 四 應(yīng)用風(fēng)場資料的幾個要點 速度場對大多數(shù)強(qiáng)對流天氣有指示意義，但也要結(jié)合發(fā)射率因子和其它導(dǎo)出產(chǎn)品，進(jìn)行綜合分析才能作出準(zhǔn)確判斷 ：回波的形狀 ：帶狀線狀陣風(fēng)鋒塊狀（指狀）弓形或颮線“V“形或鉤狀回波強(qiáng)度 ：長沙地區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)對流天氣的回

9、波強(qiáng)度一般在45dBz以上，大于70dBz以上較少（易出現(xiàn)冰雹或龍卷），小于45dBz的回波一般出現(xiàn)陣雨為主 回波的移動速度 ：強(qiáng)對流天氣速度50km/h，超級單體速度70km/h，大范圍的降水速度在20-50km/h之間 冰雹云可觀測到懸垂回波、回波墻、有界弱回波、云砧可觀察到鉤狀回波還可觀測到“三體散射”，或旁瓣回波現(xiàn)象16011543165517501625165517500 垂直累積液態(tài)含水量較高（冰雹天氣VIL一般在50kg/m2以上），冰雹天氣過程VIL值還有一個跳躍的增長過程 冷式強(qiáng)颮線及鑲嵌的超級單體造成強(qiáng)對流大風(fēng)實況：先后有龍勝、興安、臨桂、桂林4個站出現(xiàn)了大于17m/s的雷

10、雨大風(fēng)天氣，灌陽出現(xiàn)了龍卷，荔浦縣有四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)大冰雹。桂林本站大風(fēng)風(fēng)速在17時01分達(dá)到19m/s，為陣風(fēng)8級，伴有強(qiáng)雷暴和強(qiáng)降水，一小時雨量達(dá)26mm。颮線來臨，桂林的氣溫由34.4下降到22，相對濕度由45突升到100。強(qiáng)對流天氣給桂林市的航空、道路、供電、商業(yè)、建筑和農(nóng)業(yè)等部門都造成了巨大損失。5月5日1.5仰角反射率隨時間的演變2005年8月14日22時，桂林出現(xiàn)強(qiáng)雷暴，全市損失嚴(yán)重，桂林局本站就打壞了兩臺交換機(jī)。雷暴過程前2-3小時總有雙層干區(qū)存在，雷暴天氣基本在雙層干區(qū)受到破壞并消失后出現(xiàn)，可為強(qiáng)雷暴天氣的預(yù)報提供信息，結(jié)合10KM頂高可以做為臨近預(yù)報的指標(biāo)。04年7月21日19時桂林副高底部大風(fēng)對流大風(fēng)風(fēng)隨