龙岩一次冰雹的雷达回波特征分析
发布时间：2022-01-06 10:02
利用模式探空资料和龙岩多普勒天气雷达产品,对2020年4月21日发生在龙岩的冰雹天气过程进行分析。结果表明,此次雹云回波形态先后呈现出椭圆形、"S"形和弓状,具有回波强度强、强回波区面积大、维持时间长的特点,并出现有"V"形缺口、低层弱回波区和其上的强回波悬垂等超级单体特征;速度场出现逆风区、中气旋、低空急流等;风廓线产品中,中层干冷空气的入侵有利于雹云的剧烈发展。
【文章来源】：海峡科学. 2020,(08)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
2020年4月21日垂直风廓线变化情况
图3为10∶02龙岩雷达0.5°、3.4°、6.0°不同仰角的反射率因子和径向速度图，用来进一步确定暴雹的垂直结构和强弱。从图3可以看出，各仰角在对流云回波的后方出现了顶点指向雷达的“V”形缺口，事实上在09∶51就首次出现有不太明显的“V”形缺口，与开始降雹的时间差为24min。低仰角在雷暴入流一侧有强的反射率因子梯度，在6.0°仰角上，回波强度达到最强，且受高空偏西气流的影响下，在雷暴顶上空伸展出约60km的云砧，这是由强烈上升气流到达对流层顶后水平伸展形成的，表明云中对流旺盛，为形成冰雹提供了重要条件。另外，根据各仰角回波对比分析，发现低层在回波移向的前侧有入流缺口(箭头位置，注意到双箭头指示同样的地理位置)，而在6.0°仰角上，箭头前面是超过60d Bz的强回波中心，高反射率因子区从低仰角到高仰角向入流一侧(东侧)倾斜，有一个强回波悬垂结构。所有这些特征一致表明该强单体是一个雹暴，它具有一个雹暴的雷达回波特征。从径向速度图可见，距离龙岩雷达站西北方向约8km、高度约1.8 km处出现24m/s的负速度大风区，低空急流的存在使上升气流得以加强和维持，对冰雹云的发展有利。在同高度上，正速度中心大小仅有12m/s，负速度值远大于正速度值;同时在30km的等距离圆中，负速度区的面积也远大于正速度区，表明此地的辐合上升极强。
俞小鼎等指出，预报当天强冰雹潜势的主要思路是从较大的对流有效位能、较强的深层垂直风切变和不太大的0℃层到地面高度这三个方面来考虑[2]。由于龙岩站没有探空资料，图1为数值预报21日08时由周边探空站插值获得的模式探空，具有一定的参考价值。由图1可以看到，700h Pa高度以下的t-td均小于1℃，低层大气处于高湿状态，高层为干区，表现为上干下湿。08时CAPE值为206J/kg，由于前一天夜里在龙岩及附近已经有对流发展，消耗了一定的对流有效位能，因此对流有效位能不是很大。t850h Pa-t500h Pa>22℃，大气处于不稳定状态。自由对流高度(LFC)很低，表明气层抬升达到饱和以及强迫气块上升到自由对流高度所需的外力抬升要求小。0℃和-20℃层高度分别为4.5km和8km(约400h Pa)，冰雹融化层高度的高低是决定冰雹大小甚至降雹与否的主要因子之一[3]，当日合适的0℃和-20℃层高度有利于冰雹的发生。从垂直位温(V-3θ)分析来看，21日08时龙岩站在1000～500h Pa之间，θsed和θ*出现不同程度的折拐，说明此时气层处于不稳定状态。而3条θ曲线在400～150h Pa之间没有明显左倾，即在V-3θ图中未体现对流层顶有“超低温”现象，可能是与模式对较高层次的要素模拟误差较大有关。从垂直风场配置上表现为地面偏南风，低层西南风，高层偏西风的顺滚流配置，存在强的垂直风切变，0～6km之间的风矢量差超过20m/s，属于中到强的垂直风切变，高层强偏西风的抽吸作用有利于对流运动的发展。3 多普勒天气雷达资料分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]双偏振雷达产品在福建强对流天气过程中的应用分析[J]. 冯晋勤,张深寿,吴陈锋,江帆,巫锡洪. 气象. 2018(12)
[2]一次局地强冰雹的多普勒雷达回波特征分析[J]. 张磊,张继韫. 沙漠与绿洲气象. 2013(04)
[3]福建西部近10年冰雹雷达资料统计分析[J]. 刘君,肖秀珠,张维. 气象科技. 2013(02)
本文编号：3572248
【文章来源】：海峡科学. 2020,(08)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
2020年4月21日垂直风廓线变化情况
图3为10∶02龙岩雷达0.5°、3.4°、6.0°不同仰角的反射率因子和径向速度图，用来进一步确定暴雹的垂直结构和强弱。从图3可以看出，各仰角在对流云回波的后方出现了顶点指向雷达的“V”形缺口，事实上在09∶51就首次出现有不太明显的“V”形缺口，与开始降雹的时间差为24min。低仰角在雷暴入流一侧有强的反射率因子梯度，在6.0°仰角上，回波强度达到最强，且受高空偏西气流的影响下，在雷暴顶上空伸展出约60km的云砧，这是由强烈上升气流到达对流层顶后水平伸展形成的，表明云中对流旺盛，为形成冰雹提供了重要条件。另外，根据各仰角回波对比分析，发现低层在回波移向的前侧有入流缺口(箭头位置，注意到双箭头指示同样的地理位置)，而在6.0°仰角上，箭头前面是超过60d Bz的强回波中心，高反射率因子区从低仰角到高仰角向入流一侧(东侧)倾斜，有一个强回波悬垂结构。所有这些特征一致表明该强单体是一个雹暴，它具有一个雹暴的雷达回波特征。从径向速度图可见，距离龙岩雷达站西北方向约8km、高度约1.8 km处出现24m/s的负速度大风区，低空急流的存在使上升气流得以加强和维持，对冰雹云的发展有利。在同高度上，正速度中心大小仅有12m/s，负速度值远大于正速度值;同时在30km的等距离圆中，负速度区的面积也远大于正速度区，表明此地的辐合上升极强。
俞小鼎等指出，预报当天强冰雹潜势的主要思路是从较大的对流有效位能、较强的深层垂直风切变和不太大的0℃层到地面高度这三个方面来考虑[2]。由于龙岩站没有探空资料，图1为数值预报21日08时由周边探空站插值获得的模式探空，具有一定的参考价值。由图1可以看到，700h Pa高度以下的t-td均小于1℃，低层大气处于高湿状态，高层为干区，表现为上干下湿。08时CAPE值为206J/kg，由于前一天夜里在龙岩及附近已经有对流发展，消耗了一定的对流有效位能，因此对流有效位能不是很大。t850h Pa-t500h Pa>22℃，大气处于不稳定状态。自由对流高度(LFC)很低，表明气层抬升达到饱和以及强迫气块上升到自由对流高度所需的外力抬升要求小。0℃和-20℃层高度分别为4.5km和8km(约400h Pa)，冰雹融化层高度的高低是决定冰雹大小甚至降雹与否的主要因子之一[3]，当日合适的0℃和-20℃层高度有利于冰雹的发生。从垂直位温(V-3θ)分析来看，21日08时龙岩站在1000～500h Pa之间，θsed和θ*出现不同程度的折拐，说明此时气层处于不稳定状态。而3条θ曲线在400～150h Pa之间没有明显左倾，即在V-3θ图中未体现对流层顶有“超低温”现象，可能是与模式对较高层次的要素模拟误差较大有关。从垂直风场配置上表现为地面偏南风，低层西南风，高层偏西风的顺滚流配置，存在强的垂直风切变，0～6km之间的风矢量差超过20m/s，属于中到强的垂直风切变，高层强偏西风的抽吸作用有利于对流运动的发展。3 多普勒天气雷达资料分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]双偏振雷达产品在福建强对流天气过程中的应用分析[J]. 冯晋勤,张深寿,吴陈锋,江帆,巫锡洪. 气象. 2018(12)
[2]一次局地强冰雹的多普勒雷达回波特征分析[J]. 张磊,张继韫. 沙漠与绿洲气象. 2013(04)
[3]福建西部近10年冰雹雷达资料统计分析[J]. 刘君,肖秀珠,张维. 气象科技. 2013(02)
本文编号：3572248
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