強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)綜述

1、強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測預(yù)警綜述預(yù)報(bào)思路和技術(shù)流程大冰雹的識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)雷雨大風(fēng)的識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)龍卷風(fēng)的識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)短歷時(shí)強(qiáng)降水的識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)思路和技術(shù)流程觸發(fā)條件水汽條件大氣層結(jié)穩(wěn)定度有無？強(qiáng)還是弱 類型？地點(diǎn)時(shí)間強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)思考問題強(qiáng)對(duì)流天氣氣候背景 強(qiáng)對(duì)流天氣是冷暖空氣激烈交綏的結(jié)果。一個(gè)地區(qū)只有在一定的季節(jié)才會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣。2月 華南地區(qū)出現(xiàn)。34月冷暖空氣激烈交綏在華南和江南地區(qū)。5月，主要為強(qiáng)降雨，江南地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣仍然頻發(fā)。進(jìn)入梅雨期，冷暖空氣在長江流域交綏，華南地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣便很少出現(xiàn)了；中國北方進(jìn)入強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)期。7月中旬，北方強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)；臺(tái)風(fēng)和東風(fēng)帶系統(tǒng)也會(huì)給華南和

2、江南地區(qū)帶來強(qiáng)對(duì)流天氣，9月，全國強(qiáng)對(duì)流天氣都較少出現(xiàn)。11月次年1月，全國罕見強(qiáng)對(duì)流天氣。 影響天氣系統(tǒng)分析 ?。ㄊ校┨鞖庑偷筒劾錅u西北氣流副高邊緣其他統(tǒng)計(jì)時(shí)間黑龍江冰雹20.050.020.010.01971-2008河南冰雹27.525.040.07.51981-1997吉林強(qiáng)降水39.511.840.87.91991-2007雷雨大風(fēng)55.039.06.0北京冰雹17.330.434.817.42000-2002雷雨大風(fēng)25.018.834.321.9強(qiáng)降水32.27.417.942.9雷擊42.412.118.227.3山東冰雹43.140.311.94.51985-1997雷雨大風(fēng)

3、66.024.05.05.01981-1997部分?。ㄊ校┎煌鞖庑拖聦?duì)流天氣出現(xiàn)比例-強(qiáng)對(duì)流天氣分析與預(yù)報(bào) 章國才高空低槽型 500 hPa都有低槽，地面有冷鋒或靜止鋒或氣旋活動(dòng)。云圖上常有斜壓擾動(dòng)云系(逗點(diǎn)云、氣旋波、斜壓葉狀云)或強(qiáng)烈發(fā)展低槽云系；低層暖平流中層冷平流造成對(duì)流不穩(wěn)定，強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生在冷鋒前部暖區(qū)內(nèi)或靜止鋒鋒面附近。這類強(qiáng)對(duì)流天氣是在冷暖平流造成的對(duì)流不穩(wěn)定條件下，當(dāng)冷空氣南下或靜止鋒上有波動(dòng)時(shí)發(fā)生的。 高空低槽型形勢(shì)形勢(shì)特征 (1)500 hPa有低槽，前傾槽時(shí)更容易引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。低槽常有溫度槽配合，一般是溫度槽落后于高度槽，槽后的冷平流(有時(shí)700 hPa表現(xiàn)得更加明

4、顯)是造成對(duì)流不穩(wěn)定的重要原因。 (2)925-700 hPa有低槽或切變線對(duì)應(yīng)，南部常有l(wèi)2ms西南急流，槽前或切變南側(cè)有較強(qiáng)暖平流，并伴有0高能舌。(3)在地面低壓或倒槽中，有鋒面活動(dòng)。在槽前暖平流和高空正渦度平流的共同作用下，地面低壓倒槽發(fā)展或者在靜止鋒上新生波動(dòng)，倒槽內(nèi)或鋒前空氣暖濕，常常有明顯低于日變化的3h變壓，有利于強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。(4)200 hPa常常處在疏散槽前或高空急流入口區(qū)的右側(cè)或出口區(qū)的左側(cè)輻散區(qū)中。 江西低槽一鋒面型強(qiáng)對(duì)流天氣的概念模型圖(江西省氣象局，2010) 高空低槽型高空冷渦是造成東北、華北和西北地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣的重要天氣系統(tǒng)。冷渦在500hPa反映最明顯，

5、700或850 hPa圖上有時(shí)可分析出，有時(shí)表現(xiàn)為寬廣低槽區(qū)。地面圖上常為一條副冷鋒，冷鋒前有低壓或倒槽，有時(shí)只有露點(diǎn)鋒或中尺度輻合線。冷渦周圍地區(qū)，冷暖平流明顯，冷渦發(fā)展的不同時(shí)期和冷渦的不同部位，均有冰雹產(chǎn)生，特別是渦后西北氣流下，中低層冷平流形成的對(duì)流不穩(wěn)定造成的雷雨大風(fēng)天氣容易漏報(bào)。高空冷渦型形勢(shì)形勢(shì)特征 500 hPa圖上存在低渦中心，低渦中心附近有冷中心或冷槽相配合，低渦西部常常有橫槽引導(dǎo)冷空氣南下； 850 hPa有低槽、低渦或橫槽與500 hPa低渦相配合，其北部有東西向鋒區(qū)，槽前常常有暖舌； 地面圖上有冷鋒東移南壓，鋒前有地面熱低壓或有地面輻合中心、輻合線等。黑龍江省冷渦降雹

6、的概念模型 (a)冰雹發(fā)生在冷渦云系中心附近(b)冰雹發(fā)生在冷渦前部的西南氣流中(c)冰雹發(fā)生在冷渦后部西北氣流中(a)(b)(c)黑龍江省冷渦不同位置降雹云圖 高空低槽型西北氣流型形勢(shì)500或700 hPa在關(guān)注區(qū)域內(nèi)為西北或偏北氣流所控制，為冷平流。850 hPa圖上關(guān)注區(qū)域內(nèi)或上風(fēng)方地區(qū)出現(xiàn)切變線、小低渦之類的低值系統(tǒng)；地面則常出現(xiàn)輻合區(qū)。高層冷平流與邊界層暖平流的差動(dòng)溫度平流和風(fēng)切變?yōu)閺?qiáng)對(duì)流天氣提供了重要的環(huán)境條件。西北氣流型下要特別關(guān)注垂直溫度遞減率和垂直風(fēng)切變，其中任何一項(xiàng)出現(xiàn)超常值時(shí)都容易產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。當(dāng)?shù)蛯訚穸葪l件好時(shí)，下層任何擾動(dòng)、輻合都能造成濕空氣的抬升條件，極易生成對(duì)流

7、云。 當(dāng)垂直溫度梯度和垂直風(fēng)切變很大但低層濕度很低時(shí)，則只會(huì)產(chǎn)生對(duì)流性大風(fēng)而不會(huì)出現(xiàn)冰雹天氣。 形勢(shì)特征 (1)500 hPa處于偏北或西北氣流中；槽后有明顯的冷(干)平流，中層700500 hPa降溫明顯，伴有大范圍的負(fù)T24。 (2)低層有暖濕平流。 (3)具有強(qiáng)垂直溫度梯度(T850-500很大)，表現(xiàn)出強(qiáng)位勢(shì)不穩(wěn)定。 。(4)具有強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。(5)地面一般有冷鋒南下，鋒前在強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前23h常常生成中尺度輻合線，氣流在輻合中心和氣旋性彎曲處匯聚上升，產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。 中層干冷空氣侵入造成強(qiáng)烈位勢(shì)不穩(wěn)定是這類強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的重要條件，地面弱鋒面和輻合線是重要觸發(fā)系統(tǒng)，而強(qiáng)的垂直風(fēng)

8、切變使得對(duì)流發(fā)展更加有組織和更強(qiáng)烈。 高空低槽型副高邊緣型形勢(shì)中國東部地區(qū)夏季強(qiáng)對(duì)流天氣的一種主要形勢(shì) 在副高后部(邊緣)型中，強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前中高層幾乎找不到明顯的西風(fēng)槽。 當(dāng)500 hPa短波槽攜帶的弱冷空氣沿副高西北側(cè)東移時(shí)，迫使副高東移南退，由此引起的動(dòng)力不穩(wěn)定以及副高邊緣弱冷空氣疊加在高溫高濕下墊面之上造成的熱力不穩(wěn)定，由邊界層的輻合系統(tǒng)引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。 云圖上表現(xiàn)近東西向云帶(或延長線)上在午后有新生對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)烈發(fā)展。 形勢(shì)特征 (1)500 hPa目標(biāo)區(qū)受副高脊后的西南氣流所控制，低層濕度較大(有時(shí)整層濕度大)(丁一Td5。C)，具有對(duì)流不穩(wěn)定條件。(2)短波槽攜帶的弱冷空氣沿副

9、高西北側(cè)東移，對(duì)流層中層700400 hPa有弱冷空氣影響南下(對(duì)應(yīng)有24 h負(fù)變溫)，冷暖空氣區(qū)交匯地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣。 (3)在副高邊緣對(duì)流層中低層和地面有低值輻合系統(tǒng)存在，觸發(fā)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣。 高空低槽型熱帶低值系統(tǒng)型形勢(shì)熱帶低值系統(tǒng)是影響中國南方產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣的另一種重要的天氣系統(tǒng)。這類多數(shù)以強(qiáng)降水為主，偶爾有雷雨大風(fēng)、冰雹。多發(fā)生在79月。 (1)東風(fēng)擾動(dòng)。在500 hPa上盛行的東風(fēng)里有明顯的風(fēng)向擾動(dòng)(包括東風(fēng)波)或風(fēng)速擾動(dòng)。 (2)熱帶氣旋。 (3)赤道輻合帶，主要影響華南地區(qū)。 (4)其他熱帶低壓。強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在熱帶氣旋(低壓)經(jīng)過或熱帶氣旋(低壓)倒槽伸向或有東風(fēng)波或其

10、倒槽影響時(shí)；云圖上有熱帶云團(tuán)活動(dòng)；尤其是當(dāng)熱帶東風(fēng)波或低壓倒槽系統(tǒng)和西風(fēng)帶低值系統(tǒng)相遇(靠近)時(shí)，會(huì)造成大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣。其中熱帶氣旋倒槽和東風(fēng)波常常在500 hPa上表現(xiàn)更為明顯。 形勢(shì)特征 (1)在500 hPa上有熱帶氣旋、東風(fēng)擾動(dòng)、赤道輻合帶或其他熱帶低壓之一。 (2)中、低層常有輻合氣流或上升運(yùn)動(dòng)的低值系統(tǒng)，如東風(fēng)倒槽。(3)熱帶低值系統(tǒng)東側(cè)的邊界層有一支東南氣流，向目標(biāo)區(qū)輸送水汽。 (4)地面圖上風(fēng)場常有弱的切變輻合。(5)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在潮濕不穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)。 高空低槽型高壓脊內(nèi)部低層切變型形勢(shì)高壓(脊)內(nèi)部并非都是晴好天氣，在水汽和輻合條件好的地方也可能產(chǎn)生強(qiáng)降水。 500 hP

11、a在高壓(脊)控制下(渦度為負(fù)值)，只要散度場表現(xiàn)為高空強(qiáng)輻散，低空弱輻合，又具備不穩(wěn)定層結(jié)且有水汽供應(yīng)，則同樣可能產(chǎn)生局地短歷時(shí)強(qiáng)降雨天氣。形勢(shì)特征 (1)500 hPa為高壓(脊)控制； (2)對(duì)流層低層有切變線等低值系統(tǒng)； (3)對(duì)流層低層有明顯的水汽供應(yīng)； (4)對(duì)流層中低層有冷空氣侵入造成對(duì)流不穩(wěn)定。這種形勢(shì)下常常容易漏報(bào)強(qiáng)降水，需要仔細(xì)分析對(duì)流層中下層的影響系統(tǒng)、水汽供應(yīng)和不穩(wěn)定條件。 中小尺度系統(tǒng)強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)生提供了一種天氣尺度的背景，實(shí)際觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的是中尺度系統(tǒng)，因此，應(yīng)當(dāng)特別注意分析高空的短波槽，對(duì)流層低層的切變線、中尺度低壓、氣旋性環(huán)流(輻合、風(fēng)速切變等)、干線、

12、地面的輻合線等 重視高中低層的相互作用 在做強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)分析時(shí)，不僅僅要關(guān)注500 hPa的天氣系統(tǒng)，在500 hPa沒有明顯的影響系統(tǒng)甚至在副高內(nèi)部出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)，不等于就沒有影響系統(tǒng)，強(qiáng)對(duì)流天氣常常與對(duì)流中低層(700、850、925 hPa等)的低值系統(tǒng)相聯(lián)系，因此，應(yīng)當(dāng)特別注意分析對(duì)流層中低層的影響系統(tǒng)，例如短波槽、切變線、小低壓、低空急流等。 大冰雹是指降落到地面時(shí)直徑2 Cm的冰雹。 大冰雹識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)冰雹識(shí)別指標(biāo) (1)冰雹云的最大反射率因子值 45 dBZ(C波段雷達(dá)為40 dBZ)，而且都是高懸回波。強(qiáng)反射率因子高度 -20層高度或H45dBzH0+2.9(km)； (

13、2)高懸回波下存在寬闊的弱回波區(qū)或有界弱回波區(qū)，是最有效的冰雹預(yù)警指標(biāo)之一；(3)反射率圖上出現(xiàn)“V”形缺口、鉤狀回波，亦是有效的冰雹預(yù)警指標(biāo)之一； (4)VIL密度3.29m3可以作為冰雹預(yù)警的臨界指標(biāo)，而VIL密度4.09m3。可以作為較大冰雹(19 mm)預(yù)警的臨界指標(biāo)；1個(gè)體掃VIL激增10kgm2、達(dá)到40kgm2以上也可以作為冰雹的預(yù)警指標(biāo)。由于雷達(dá)測高的局限性，建議結(jié)合其他指標(biāo)使用該指標(biāo)； (5)冰雹常發(fā)生在中尺度氣旋、大風(fēng)區(qū)(正負(fù)最大速度極值在12m/s以上)一側(cè)的風(fēng)速輻合區(qū)內(nèi)以及輻合系統(tǒng)上和強(qiáng)輻合帶上。當(dāng)中氣旋最大厚度2.5 km或維持時(shí)間1.5h可以作為產(chǎn)生冰雹充分但非必要

14、條件； (6)S波段雷達(dá)反射率圖上出現(xiàn)三體散射長釘(TBSS)是產(chǎn)生大冰雹的充分但非必要條件； (7)冰雹云總是存在底層輻合、頂層輻散，但是由于雷達(dá)觀測本身的局限性，不一定能觀測到風(fēng)暴頂層輻散； (8)冰雹發(fā)生概率指數(shù)POH雖然空?qǐng)?bào)率高，但是它基本概括了冰雹個(gè)例，可以作為一個(gè)起報(bào)條件； 冰雹指數(shù)HI(Hail Index)，HI是風(fēng)暴反射率因子廓線的垂直熱力權(quán)重積分，包括冰雹概率POH、強(qiáng)冰雹(直徑1.9 mm)概率POSH和最大可能的冰雹尺寸SMEH。POH和POSH是根據(jù)0和-20層以上的反射率積分量來判斷冰雹潛勢(shì)。POSH是利用-20 層以上45 dBz反射率因子的垂直積分量。 0和-2

15、0層高度默認(rèn)設(shè)置分別為3.2 km和6.1 km，應(yīng)每天根據(jù)探空資料進(jìn)行重新設(shè)置。重新設(shè)置0和-20層高度后冰雹指數(shù)的空?qǐng)?bào)情況明顯減少。由于它們是根據(jù)強(qiáng)的垂直風(fēng)切變環(huán)境下設(shè)計(jì)的，所以對(duì)弱風(fēng)切變環(huán)境下產(chǎn)生的脈沖風(fēng)暴會(huì)高估，而對(duì)高原地區(qū)的風(fēng)暴會(huì)低估。(9)在雹云快速發(fā)展階段(降雹開始前的2030 min內(nèi))，地閃頻數(shù)存在明顯的“躍增”，地閃頻數(shù)增加速率和降雹的強(qiáng)度存在較好的正相關(guān)。雷雨大風(fēng)識(shí)別和臨近預(yù)報(bào)雷暴大風(fēng)包括龍卷和直線型大風(fēng) 雷暴大風(fēng)（不含龍卷風(fēng))的識(shí)別指標(biāo) (1)超級(jí)單體中存在深厚的輻合區(qū)(DCZ)(2)弓形回波弓形回波前沿(入流一側(cè))存在高反射率因子梯度區(qū)，一般在5km范圍內(nèi)基本反射率強(qiáng)

16、度從20 dBZ增加到50dBZ，并且邊界十分光滑； 在弓形回波回波入流一側(cè)存在弱回波區(qū)(WER)，回波頂位于弱回波區(qū)或高反射率因子梯度區(qū)之上，弓形回波的后側(cè)存在弱回波通道或RIN，表明存在強(qiáng)的下沉后側(cè)人流急流； 從速度圖上看，帶狀回波中出現(xiàn)速度大于15m/s的入流速度區(qū)域，出現(xiàn)速度模糊區(qū)域范圍一般與地面出現(xiàn)雷暴大風(fēng)范圍基本一致。它能提前35min預(yù)警雷暴大風(fēng)； 弓形回波對(duì)應(yīng)的既可以是正負(fù)徑向速度輻合(即風(fēng)向輻合)，也可以是強(qiáng)的風(fēng)速輻合，即弓形回波后側(cè)與前沿之間具有很大的風(fēng)速梯度，從而形成了一條非常強(qiáng)的風(fēng)速輻合帶。如果在37 km的范圍內(nèi)速度差值超過25 ms，則認(rèn)為MARC將征是顯著的，利用

17、MARC預(yù)報(bào)地面大風(fēng)的提前時(shí)間大約在1030 min。出現(xiàn)中尺度氣旋特征亦是地面發(fā)生大風(fēng)的預(yù)警指標(biāo)之一。(3)產(chǎn)生下?lián)舯┝鞯囊蜃?一個(gè)迅速下降(一個(gè)體掃下降0.7km，1h下降6km)的反射率因子核；強(qiáng)并且深厚的中層徑向輻合(39km MARC)；多單體風(fēng)暴出現(xiàn)高懸強(qiáng)反射率因子，產(chǎn)生下?lián)舯┝鞯姆瓷渎室蜃雍送_始出現(xiàn)在比其他雷暴單體核更高的高度；中層旋轉(zhuǎn)；強(qiáng)烈的風(fēng)暴頂輻散。(4)陣風(fēng)鋒速度圖中風(fēng)輻合最強(qiáng)處與強(qiáng)度圖中陣風(fēng)鋒回波位置相符，并且與風(fēng)速演變曲線中的峰值有很好對(duì)應(yīng)；回波主體與陣風(fēng)鋒的距離l0km；但是在強(qiáng)的環(huán)境不穩(wěn)定條件下，陣風(fēng)鋒即使遠(yuǎn)離主回波也會(huì)產(chǎn)強(qiáng)風(fēng)；當(dāng)VIL值不低于40kgm2時(shí)，

18、隨后VIL值的快速減小l0kgm2，對(duì)預(yù)警雷暴大風(fēng)一般能提前l(fā)0min出現(xiàn)；出流邊界的疊加，或者出流邊界與環(huán)境輻合帶的疊加可促使邊界層輻合上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，在不穩(wěn)定大氣狀態(tài)下激發(fā)強(qiáng)風(fēng)暴的形成并維持其發(fā)展，產(chǎn)生較為劇烈的強(qiáng)天氣；快速移動(dòng)的單體(移速60kmh)容易產(chǎn)生大風(fēng)。龍卷風(fēng)的識(shí)別和臨近預(yù)報(bào) 龍卷分為超級(jí)單體龍卷和非超級(jí)單體龍卷 龍卷風(fēng)的識(shí)別指標(biāo) (1)風(fēng)暴反射率強(qiáng)度40dBZ，最強(qiáng)回波一般在6km以下。 (2)龍卷風(fēng)發(fā)生前一般都會(huì)出現(xiàn)氣旋性輻合，0.5旋轉(zhuǎn)速度一般都大于l3 ms。(3)探測到中氣旋且底高l km可作為龍卷預(yù)警的充分但非必要條件。(4)探測到TVS可作為龍卷預(yù)警的充分但非必要條

19、件，然而有時(shí)TVS在龍卷產(chǎn)生后出現(xiàn)，因此沒有預(yù)警時(shí)間提前量。(5)出流邊界與其他輻合系統(tǒng)相交點(diǎn)上有利于產(chǎn)生龍卷風(fēng)。 短歷時(shí)強(qiáng)降水識(shí)別和臨近預(yù)報(bào) 短歷時(shí)強(qiáng)降水是由相對(duì)高的降水率持續(xù)較長時(shí)間造成的 識(shí)別指標(biāo)強(qiáng)降水回波強(qiáng)度的最低閾值低于冰雹的雷達(dá)回波。 強(qiáng)降水的回波高度也低于冰雹回波，強(qiáng)降水的回波沒有回波高懸的特征。 “列車效應(yīng)”也是產(chǎn)生強(qiáng)降水的一種機(jī)制，即強(qiáng)降水單體先后經(jīng)過同一地點(diǎn)，導(dǎo)致大的雨量。 雷暴中強(qiáng)烈的電活動(dòng)與強(qiáng)降雨成正相關(guān)，而與閃電一般性降雨對(duì)應(yīng)關(guān)系較差； “逆風(fēng)區(qū)”是判識(shí)短歷時(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)重要指標(biāo)。短歷時(shí)強(qiáng)降水就出現(xiàn)在逆風(fēng)區(qū)前沿、徑向速度輻合最大的區(qū)域。 與強(qiáng)降水密切相關(guān)的多普勒速度特

20、征還有氣旋式輻合型、中尺度輻合型。 垂直累積液態(tài)含水量(VIL)數(shù)值的大小對(duì)于是否產(chǎn)生小雨、中雨、大雨、暴雨反映并不十分敏感，但是VIL數(shù)值大的區(qū)域出現(xiàn)大的降水過程的可能性大。 課堂內(nèi)容復(fù)習(xí)要點(diǎn)一、多普勒天氣雷達(dá)基礎(chǔ)（探測原理、探測方式）二、雷暴和強(qiáng)對(duì)流的環(huán)流背景（雷暴發(fā)生三條件、垂直風(fēng)切變對(duì)強(qiáng)天氣的作用、對(duì)流有效位能和對(duì)流抑制、邊界層輻合線）三、雷暴的分類及其雷達(dá)回波特征四、雷達(dá)算法介紹（VIL及組合反射率、SCIT算法及冰雹探測算法）五、強(qiáng)天氣臨近預(yù)報(bào)（大冰雹有利環(huán)境條件、回波特征及臨近預(yù)警方法）（災(zāi)害性雷暴大風(fēng)的環(huán)境條件、主要回波特征和臨近預(yù)報(bào)方法）（短時(shí)強(qiáng)降水的臨近預(yù)報(bào)方法）1.雷達(dá)波

21、為脈沖波，波束在大氣中有5種折射。2.雷達(dá)系統(tǒng)由RDA、RPG和PUP構(gòu)成。3.雷達(dá)掃描方式有PPI、RHI和VOL（降水模式VCP21和VCP11，晴空模式VCP31和VCP32）。4.多普勒雷達(dá)存在多普勒效應(yīng)和多普勒兩難（距離折疊和速度模糊）。5.多普勒天氣雷達(dá)基本產(chǎn)品為強(qiáng)度、速度和譜寬。天氣雷達(dá)分析基礎(chǔ)例：=10cm，PRF=1000/s ，由Vmax= *PRF/4，得Vrmax = 25m/s ；由Rmax=C/PRF，得Rmax=150km18:36:58 450hz,300km18:33:31 1000hz,150km距離折疊實(shí)例 速度模糊的圖像消除速度模糊后的圖像速度模糊實(shí)例

22、降水模式：使用VCP11或VCP21，相應(yīng)的掃描方式分別為14/5和9/6。 探測模式晴空模式：使用VCP31或VCP32，兩者都使用掃描方式5/10。6.均勻場風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向：對(duì)沿徑向的速度零點(diǎn)，從中心向該點(diǎn)做直線，在其端點(diǎn)作直線的垂線，垂線從負(fù)速度區(qū)指向正速度區(qū)的方向?yàn)樵摳叨壬系娘L(fēng)向。風(fēng)速：以該點(diǎn)作等高度面圓環(huán)，環(huán)上速度極值絕對(duì)值的平均值為該高度的平均風(fēng)速。2022/7/20短臨預(yù)報(bào)中雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用457.零速度線特征含義（1）由中心向外環(huán)呈直線，溫度平流很弱或?yàn)榱?。?）呈順時(shí)針，有暖平流。呈逆時(shí)針，有暖平流（3）與距離圈平行，為輻合/輻散線。（4）呈折線-切變線（鋒面）8.正負(fù)區(qū)面積：某

23、高度上（某距離圈內(nèi)/間）正區(qū)大-輻散，負(fù)區(qū)大-輻合9.“牛眼”（1）中心兩側(cè)的大牛眼-大風(fēng)速帶（急流）（2）徑向兩側(cè)的小牛眼-中氣旋（龍卷）/中反氣旋（3）徑向上的小牛眼-中輻合/中輻散（下?lián)舯┝鳎?0.“逆風(fēng)區(qū)”大負(fù)區(qū)包圍小正區(qū)（負(fù)包正）-中系統(tǒng)綜合體大正區(qū)包圍小負(fù)區(qū)（正包負(fù)）-中系統(tǒng)綜合體2022/7/20短臨預(yù)報(bào)中雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用48氣塊狀態(tài)曲線層結(jié)曲線溫度廓線濕絕熱線等比濕線氣塊狀態(tài)曲線對(duì)流凝結(jié)高度對(duì)流溫度自由對(duì)流高度正負(fù)氣塊起始高度抬升凝結(jié)高度干絕熱線干絕熱線層結(jié)曲線溫度廓線2022/7/20短臨預(yù)報(bào)中雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用49+ - + -+ - + -暖色 冷色切變示意確定正負(fù)區(qū)域確定零速

24、度線確定切變線雷達(dá)站位置中尺度氣旋出現(xiàn)標(biāo)志著：很可能出現(xiàn)暴雨、冰雹、強(qiáng)風(fēng)等劇烈天氣； 很可能出現(xiàn)龍卷。（）確定雷達(dá)站位置；（）找到一對(duì)近鄰的正負(fù)速度區(qū)，根據(jù)這兩個(gè)速度區(qū)相對(duì)雷達(dá)站的位置不同，確定其是氣旋、反氣旋、還是輻合、輻散等。（）根據(jù)正負(fù)速度區(qū)的中心數(shù)值來識(shí)別其強(qiáng)弱。正負(fù)速度值的梯度值越大，則強(qiáng)度越強(qiáng)；反之亦然。 判斷中小尺度天氣系統(tǒng)的分析步驟（）判斷其發(fā)展趨勢(shì)。 低層是輻合性氣旋，高層是輻散性反氣旋，則系統(tǒng)將發(fā)展加強(qiáng)；反之系統(tǒng)將減弱消散。 如果氣旋和反氣旋既無明顯輻合，亦無明顯輻散，一般表明中尺度系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)相對(duì)極值，未來在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)將發(fā)生調(diào)整。（）用外推法預(yù)報(bào)其未來至小時(shí)內(nèi)的

25、移向、移速。（1）識(shí)別出了中氣旋則發(fā)布災(zāi)害性強(qiáng)風(fēng)暴警報(bào)（2）如果識(shí)別出了強(qiáng)中氣旋則發(fā)布龍卷警報(bào)。（注意：在有些情況下，識(shí)別出中等強(qiáng)度或弱中氣旋就足可以發(fā)布龍卷警報(bào)。） 與強(qiáng)龍卷相聯(lián)系的中氣旋核特征可能在龍卷發(fā)生前20-30分鐘出現(xiàn)。發(fā)布中氣旋警報(bào)的準(zhǔn)則強(qiáng)對(duì)流天氣指降到地面上直徑超過2cm的冰雹、地面超過17m/s的雷暴大風(fēng)（許多國家規(guī)定為25m/s以上）、任何級(jí)別的龍卷和可能造成暴洪的對(duì)流性暴雨。極端強(qiáng)對(duì)流天氣是指5cm直徑以上的降雹、33m/s以上的地面瞬時(shí)雷暴大風(fēng)和F2級(jí)以上的龍卷。雷暴雷暴由單體組成，根據(jù)其雷達(dá)回波特征可以劃分為:普通單單體風(fēng)暴多單體風(fēng)暴線性多單體風(fēng)暴或颮線超級(jí)單體風(fēng)暴(

26、具有持久深厚中氣旋的對(duì)流風(fēng)暴) 根據(jù)單體內(nèi)上升下沉氣流可劃分為：積云（初始）階段成熟階段消亡階段雷暴生成三要素層結(jié)不穩(wěn)定、水汽和抬升觸發(fā)機(jī)制。層結(jié)不穩(wěn)定和水汽條件是相對(duì)獨(dú)立而各自演變的，二者的結(jié)合效應(yīng)用對(duì)流有效位能CAPE和對(duì)流抑制CIN最清楚地表達(dá)。估計(jì)對(duì)流有效位能有時(shí)需要對(duì)探空進(jìn)行訂正 假定氣塊從地面以預(yù)報(bào)的午后地面溫度和露點(diǎn)絕熱上升實(shí)現(xiàn)的CAPE。 如果有系統(tǒng)過境，伴隨比較明顯平流過程（高空干冷平流和低空暖濕平流），需要做定性的訂正。CAPE：2500 J/kg，屬于很強(qiáng)對(duì)流有效位能。雷暴的觸發(fā)直接觸發(fā)雷暴的主要是中尺度過程，主要包括鋒面干線和邊界層輻合線等地面邊界中尺度地形導(dǎo)致的抬升以

27、及由于波導(dǎo)效應(yīng)被限制在對(duì)流層中下層的重力波垂直風(fēng)切變垂直風(fēng)切變是導(dǎo)致對(duì)流具有高度組織性的重要因素通常用0-6km之間的風(fēng)矢量差的絕對(duì)值代表垂直風(fēng)切變的大小。在中高緯度暖季（4-9月），該風(fēng)矢量差：20m/s， 屬于強(qiáng)垂直風(fēng)切變。在有些情況下，在大氣對(duì)流層中下層某兩層之間（如925和700hPa之間）的垂直風(fēng)切變值超過3.010-3s-1，也可以認(rèn)為是比較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。產(chǎn)生對(duì)流性暴雨的對(duì)流系統(tǒng)通常對(duì)垂直風(fēng)切變大小不敏感。其他的如強(qiáng)冰雹、雷暴大風(fēng)和龍卷產(chǎn)生系統(tǒng)都對(duì)垂直風(fēng)切變大小比較敏感。強(qiáng)冰雹強(qiáng)冰雹的生成需要強(qiáng)和持續(xù)一定時(shí)間的上升氣流。有利于強(qiáng)冰雹生成的環(huán)境條件：較大的對(duì)流有效位能較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變不太高的0層（可根據(jù)最近時(shí)次探空確定）同時(shí)還需要足夠的過冷卻水滴高懸的強(qiáng)回波通常要求50dBZ以上的強(qiáng)回波擴(kuò)展到-20C等溫線之上（該高度可根據(jù)附近最近時(shí)次探空確定）同時(shí)0C層到地面的距離原則上不超過5km。在弱垂直風(fēng)切變條件下的脈沖風(fēng)暴有時(shí)也可產(chǎn)生邊際尺度的強(qiáng)冰雹，持續(xù)時(shí)間通常不高過15分鐘當(dāng)高懸的強(qiáng)回波出現(xiàn)后發(fā)出的冰雹預(yù)警對(duì)于脈沖風(fēng)暴來說通常都太遲了，因?yàn)楫?dāng)警報(bào)到用戶手里時(shí)，冰雹過程已經(jīng)結(jié)束了。強(qiáng)冰雹探測預(yù)警主要指標(biāo)在中等以上垂直風(fēng)切變條件下，除了高懸的強(qiáng)回波，典型的雹暴還呈現(xiàn)出低層強(qiáng)的反射率因子梯度，入流缺口，弱回波區(qū)和中高層回波懸垂，在