一次典型飑线过程多普勒天气雷达资料分析
一次飑线天气过程多普勒雷达产品分析及临近预报
引 言
飑 线 是 中 纬 度 地 区 夏 季 较 为 常 见 的 强 对 流 天
气， 常常产 生风 灾 和雹 灾 。对 于 这 类 天 气 过程 已有 许多 人结合 多普 勒天气 雷 达资料 做过 相关 的分 析研 究ｌ ］从 多普 勒 雷达 强 度 和 速 度 场 中 寻 找对 短 时 １ ， 临近 预报有 指 导 意 义 的 信 息 。２ ０ ０ ６年 ８月 １日北 京 发生 了一 次飑线 天气 过 程 ， 文结 合 常规 气 象 资 本 料、 自动站 资料 、 Ｉ ＡＤ－Ａ 雷达 产 品 以及北 京 市 Ｃ ＮＲ Ｓ 气 象局 的临 近预 报系 统 对 这 次 天气 过 程 进 行分 析 ， 希 望对 强天气 的 预警 能 够 提供 一 些 有 用 的信 息 ， 同 时对 临近预报 系统 的预 报效果 作初 步 的检验 。
平 冰雹 直 径达 ３ ７ｍｍ 。 斋 堂 和 城 中 心 的 天 安 门 分 别 出 现 ２ ． ｓ和 ２ ． ｓ的 地 面 大 风 。 大 于 １ ３ｍ／ １ ８ｍ／
图 １ ２０ ０ ６年 ８月 １日 １ ： ０ ２ ： ０北京 地 区雨 量 分 布 ４ Ｏ ～ １０
（ 量单位： 雨 ｍｍ， 角 形 为 降 雹位 置 ） 三
维普资讯
第 ３ ６卷 第 ２期 ２０ ０ ８年 ４月
气
象
科
技
Ｖｏ ＿ ６ Ｎｏ ２ ｌ３ ， ．
Ａ ｐｒ ２ ０８ ． ０
Ｍ ＥＴＥＯ ＲＯ ＬＯＧ Ｉ ＣＡ Ｌ ＳＣＩ ＥＮＣＥ Ｎ Ｄ ＥＣＨ Ｎ Ｏ ＬＯ Ｇ Ｙ Ａ Ｔ
一
次飑 线天 气 过 程 多 普 勒 雷达 产 品分 析 及 临 近 预报
．
收稿 日期 ： ０ ６年 １ ２０ １月 ９ 日； 稿 日期 ： ０ ７年 １月 ３ 日 定 ２０
塔里木盆地西北部一次飑线过程的多普勒雷达回波分析
摘
要 ： 用 喀 什 新 一 代 多普 勒 天 气 雷达 监 测 资料 和 常规 天 气 图 ， 利 结合 ２ １ ００年 ７月 ２ １
日发 生在 塔 里 木 盆地 西北 部 的 一 次暴 雨 灾 害 ， 析 了飑 线 的 演 变过 程 ， 现 强 回波 进 入 雷达 分 发 扫 描 区就 已经 呈 现 出较 典 型 的飑 线 特征 ， 回波 强 度 能很 好 地 反 映 飑 线 发展 变化 ， 中气 旋 的 出现 与 强 对 流风 暴 有 一 定 的 关 系， 强和 垂 直 累积 液 态含 水量 对 定 时 、 点 、 量 预 报 暴 雨 雨 定 定 有很好的参考价值 ， 垂直风切 变也能反 映 中小尺度 系统的存在 。本文重 点分析 出现在伽师 县 西 克 尔库 勒 镇 上 空 的 暴 雨 形 成 机 制 ， 而 说 明 了 多普 勒 雷达 产 品 对 南疆 西部 强 对 流 天 气 从
多 万 元
段 在 （ ３ 。 ８ ｍ） 。１ ３ ７ ，８ｋ 处 ４时 ５ ２分 在 测站 西北 方
向逐渐 生成 了 以积云为 主 多块 单体 回波 ， 自西 南 至 东北 跨 越 长 度 约 ９ ｌ，此 时 最 大 强 度 中心 达 到 ６ｋ ｎ ５ Ｂ ， 体 向东 移 动 ， ２ｄ ｚ 整 存移 动 的 过 程 中 ， 强度 中心 内部 结 构 紧密 ， 强度 不 断增强 ， 边缘 不断 扩展 ．１ ．５时 ０ ９分 ， ３４ 仰 角 卜已 ｝ 现 ５个 对 流 单 体 ， 排 列 在 ．。 Ｈ 并 成带 状 ， 中 （ ｌ。８ ｍ） 强度 达 到 ５ Ｂ ， 其 ３ ８ ，０ｋ 处 ７ｄ ｚ 回波 顶高 １ ｍ。 １ ０ｋ ５时 ３ ６分 ， 度 【 波 图 卜主要 有两 个 强 － Ｉ 对 流 体 ， １ 到 ５时 ５ ８分 ， 线 的特 征 已经 很 明显 ， 飑 主要 由四部分组 成 ， 第一 部分 （ １ 是 由处 存飑 线 冈 Ａ） 前部 的四个弱 对流单 体 组成 ， 二部 分（ １ ） 处 第 Ｂ是
利用双多普勒雷达资料对上海一次飑线过程的同化模拟
利用双多普勒雷达资料对上海一次飑线过程的同化模拟1.民航华东空管局气象中心上海市 2003352.2. 甘肃省合水县气象局甘肃省庆阳市 745400摘要：本文利用美国风暴分析和预报中心（CAPS）开发的APRS中尺度数值模式及其三维变分同化技术（3DVAR），同化了上海地区青浦和南汇的两部雷达资料，模拟了2012年9月7日上海地区的一次飑线天气过程。
分析表明，多普勒雷达资料调整了模式初始场的热力、动力场，这种调整增加了初始场中对流层中下层的云水含量，同时雷达径向风的引入明显加强了对流系统的垂直速度，有效地缩短了模式的spin-up时间。
同化雷达资料改进了模式临近预报的能力，预报效果最好的时段在1-2小时。
关键词：双多普勒雷达资料三维变分同化数值模拟飑线引言随着高性能计算机的发展和风暴尺度非静力模式的成熟，越来越多的机构开始研发基于数值天气预报（NWP）的临近预报技术。
盛春岩等【1】【2】利用ARPS 模式及其资料分析系统ADAS,对一次华北暴雨过程进行了不同水平分辨率的数值对比试验,发现通过提高模式水平分辨率,可以改进6 h内的短时预报。
雷达反射率资料对定量降水预报改进效果明显,同时使用雷达径向风和反射率资料改进初始场后对降水的模拟效果最明显。
国内在2010年北京奥运会期间，与NCAR合作建立了基于WRF-3DVAR的临近预报系统BJ-RUC，其网格设计为9km-3km双层嵌套【3】。
深圳气象局目前运行的HAPS临近预报系统则利用了ARPS-3DVar，其网格设计为12km-4km双层嵌套。
从航空气象的角度出发，航班流量的日益增长使得管制运行部门对航空气象的精细化短临预报提出了越来越高的要求。
在这样的背景下，利用国内外先进的技术方法，设计适用于本区域的临近数值预报天气系统搭建方案，并通过个例模拟验证系统的预报效能具有重要意义。
1 ARPS模式及3DVAR简介ARPS模式是美国Oklahoma大学CAP中心在20实际90年代初期开发的中尺度非静力平衡模式，它是一个高分辨率的多尺度模式，适合风暴尺度的数值模拟。
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析多普勒天气雷达（Doppler Weather Radar）是一种设备，可以用来检测大气中的气象现象，包括降水、风速和风向等。
它利用多普勒效应原理，通过测量大气中的回波信号的频率变化来判断目标的运动状态。
在一次飑线过程中，多普勒天气雷达的数据可以提供有关飑线的位置、强度、移动速度和方向等信息，帮助气象专家进行预测和分析。
多普勒天气雷达可以提供飑线的位置信息。
雷达可以在地图上显示出飑线的具体位置，帮助气象专家了解其范围和分布状况。
通过观察雷达图像，可以发现飑线的形状和延伸方向，从而进一步分析其特点。
多普勒天气雷达还可以提供飑线的强度信息。
通过测量回波信号的反射强度，可以了解飑线的降水量和云的密度。
强回波区域表示有较强的降水发生，而比较弱的回波区域可能表明降水较轻或可能处于下降阶段。
这些数据对于预测短时强降水和雷暴天气非常重要。
多普勒天气雷达还可以提供飑线的移动速度和方向信息。
通过连续观测雷达图像的演变，可以测算出飑线的移动速度和方向，并且预测其未来的行进路径。
这对于规划抢险救援行动和预警发布非常关键，可以提前做好准备和防范。
多普勒天气雷达还可以通过分析雷达图像的特征，提供飑线形成的可能原因和发展趋势。
通过观察飑线的反射特征和云团的垂直结构，可以推测出飑线的形成机制和演变过程。
还可以分析飑线在不同时间段的变化，掌握其发展趋势，并提前做好预报。
一次飑线过程中，多普勒天气雷达的资料分析对于了解飑线的位置、强度、移动速度和方向等信息非常重要。
这些数据有助于气象专家进行预测和分析，并提供决策支持，以应对飑线可能带来的恶劣天气影响。
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析【摘要】本文旨在探讨一次飑线过程中多普勒天气雷达资料的分析方法及应用情况。
首先介绍了多普勒天气雷达的原理，解释了其在飑线过程中的重要性。
其次详细阐述了多普勒天气雷达在飑线过程中的应用场景和资料分析方法。
随后通过实际案例分析展示了雷达资料对于飑线过程的监测和预警的重要性。
最后对实际案例分析结果进行了详细讨论，并提出了对于飑线过程多普勒天气雷达资料分析的启示和未来研究展望。
通过本文的研究，可以更全面地了解多普勒天气雷达在飑线过程中的作用，为相关研究提供有益参考。
【关键词】多普勒天气雷达、飑线过程、资料分析、实际案例、结果讨论、启示、未来研究、研究背景、研究意义1. 引言1.1 研究背景飑线是一种多发生在热带和亚热带地区的强对流天气系统，具有持续时间长、剧烈的雷暴、强风暴等特点。
飑线过程对于农业生产、城市建设、交通运输等社会生活和经济活动都有着严重的影响。
多普勒天气雷达是一种利用多普勒效应原理测量大气中气象信息的仪器，能够实时监测和跟踪大气中的降水、风暴等参数。
在飑线过程中，多普勒天气雷达可以提供关键的气象资料，帮助预警部门及时发布预警信息，指导人们采取有效的防御措施。
在实际应用中，多普勒天气雷达资料的分析和解读是一个复杂而又关键的环节。
只有准确分析多普勒雷达资料，才能及时预测飑线的发展趋势和强度，从而有效减少可能带来的灾害损失。
对于飑线过程多普勒天气雷达资料的深入分析具有重要的意义和价值。
本文将结合多普勒天气雷达原理和实际案例，探讨多普勒天气雷达在飑线过程中的应用以及资料分析方法，旨在为更好地应对飑线过程提供参考和启示。
1.2 研究意义通过对多普勒天气雷达资料的分析，可以更准确地掌握飑线过程的发展情况，提前预警可能出现的极端天气现象，为相关部门提供及时有效的应对措施。
对飑线过程多普勒天气雷达资料的分析具有重要的研究意义，可以提高对极端天气事件的认识和预测能力，从而保障人们的生命财产安全，促进社会的可持续发展。
湖南一次飑线过程的多普勒雷达回波特征
亚到蒙古为一宽广低压区 ， 河套地区处在偏 西北气
基 金项 目： 湖南省气象局重点项 目， 高分辨率 数值预报产品释用技 术研究 （ ０６ ２ 资助 ２ ００ ） 作者简介 ： 陈德桥 （９ ７一） 男 ， １６ ， 湖南省衡 阳市人 ， 工程师 ， 主要从事短期天气预报分析与应用工作． Ｅ—ｍ ｉ ｄ ８ ２ ６ ．ｏ ａｌ ｑ ７ ＠１３ ｃｍ ：ｃ
１２ 探 空资料特 征 ． 从 长沙 站 ３月 ２ １日 ０ ８时 Ｔ—ｌＰ图上 可 见（ ｎ 图
２ ， 中右 半 部 分 是 各 层 速 度 矢 端 图 ， 中 可 分 析 ）图 从 出 ２个 有 利 于 强 对 流 天 气 发 展 的 因素 ， 是 低 层 一
９ ８～ ０ Ｐ ９ ７ ０ｈ ａ为 暖 平 流 （ 向随 高 度 顺 转 ） ７ ０～ 风 ，０
发 、 ］高洁 、 王鸿 等用大量 实测资料分别分 析
了对流 风暴 的 回波 特征 ， 为 雷 达 回波 特 征 参 量 对 认 认 识强 对流 风暴 演变 过程 和识 别 冰雹有 较 大优 势 。 ２０ ０９年 ３月 ２ １日 １ ８时 （ 京 时 ， 同 ） 右 ， 北 下 左
Ｆ ｇ ２ Ｔｈ ｉ． ｅ Ｔ—ｌ Ｐ ｄａ ｒ ｍ ｔＣ ａ ｇ ｈ ｔｔｏ ｔ ８： ０ Ｍａ ｃ １， ０ ９ ｎ ｉｇ ａ ａ ｈ ｎ ｓ ａ ｓａｉｎ ａ ０ ｒ ｈ ２ ２ ０ ０
Ｊ ｒ ｌ Ａｄ ｅ。ｌｙ ２１， （） １ — ２ Ｉ２ ９ ｏ ｎ ｒ ｔｒｏ ，０１ ９２ ： ８ ２ １ ｕ ａｏ ｉＭ ｅｏｇ ｆ ２ ２ ３
南 部 ， ８０ｈ ａ到 ５０ｈ ａ 线 随高度 几乎 呈垂 直 从 ５ Ｐ ０ Ｐ 槽 或 前倾 状 ， 中低 层形 成 深厚 上 升 气 流 ；１日 ０ 在 ２ ８时 地 面 图上 （ 图略 ） 蒙 古 境 内有 一 １０ ５ｈａ冷 高压 ， ４ Ｐ
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析引言：多普勒天气雷达是一种能够探测大气中降水、雷达回波和飑线等极端天气事件的重要仪器。
本文将对一次飑线过程中多普勒天气雷达所获取的资料进行分析，以揭示飑线过程的发展特征和演变规律。
一、飑线的定义与特征飑线是一种突然出现的高风速旋风，通常伴随着暴雨、冰雹和闪电等极端天气现象。
飑线通常发生在对流活动较为剧烈的天气系统中，对公众和农作物产生不小的危害。
对飑线过程进行监测和预警显得尤为重要。
二、多普勒天气雷达的工作原理多普勒天气雷达是一种基于多普勒效应的天气观测工具，能够通过接收雷达回波信号来获取降水的速度和方向信息。
这种雷达能够实时监测大气中的飑线和其他极端天气现象，并提供及时的预警信息。
三、分析过程在对一次飑线过程中多普勒天气雷达资料进行分析时，我们首先需要获取雷达回波信号，并通过对信号进行处理和解译，得到飑线的位置、速度和强度等信息。
接下来，我们利用雷达回波的径向速度和反射率来揭示飑线的演变特征。
通过对雷达回波的径向速度场进行分析，我们可以发现在飑线过程中的对流云团中具有明显的上升气流和下沉气流，这种气流运动对飑线的生成和发展起着重要的作用。
我们还可以观察到飑线中心区域的风速较大，飑线云团周围的风速逐渐减小，这种风速的分布特征是一次飑线过程的重要标志之一。
通过对雷达回波的反射率场进行分析，我们可以发现飑线云团中的反射率较高，这表明了云团中存在大量的降水和冰雹。
飑线发展的过程中，随着云团的不断发展壮大，反射率也会逐渐增加，这种反射率的变化规律可以用来预测飑线的持续时间和强度。
我们还可以通过多普勒天气雷达资料的时间序列分析来了解飑线的演变过程。
通过对不同时间段的雷达资料进行比较，我们可以揭示飑线的移动速度、移动方向和变化趋势，为飑线的预测和预警提供更加准确的信息。
四、总结与展望通过对一次飑线过程中多普勒天气雷达资料进行分析，我们可以揭示飑线的生成、发展和消散过程，为飑线的监测和预警提供科学依据。
多普勒雷达在飑线系统资料同化及灾害性天气监测预报中的应用
多普勒雷达在飑线系统资料同化及灾害性天气监测预报中的应用史华湘，余意*，张卫民，李少英（国防科技大学计算机学院，长沙410073）摘要：飑线、台风、龙卷等中小尺度强对流系统通常形成强风、短时强降水、冰雹等剧烈天气，具有较为严重的灾害性。
本文针对2016年6月21—22日江苏地区发生的一次飑线天气系统，利用新一代中尺度预报WRF （the weather research and forecasting model ）模式及其三维变分同化WRF_3DVAR （3-dimensional variational ）系统，循环同化多普勒雷达资料，基于数值模拟结果，分析该飑线系统的发展机制和结构特征。
计算结果表明：（1）高时空分辨率的雷达观测资料能有效捕捉到飑线系统的中小尺度动力、热力特征，这些信息是飑线发生发展的动力和热力条件；（2）WRF_3DVAR 同化系统循环同化多普勒雷达的径向速度和反射率资料，能提供一个更为准确的预报模式初始场，进而提高飑线强对流系统的模拟效果。
关键词：多普勒雷达；飑线系统；资料同化；径向速度；反射率；WRF 模式中图分类号：X524文献标志码：A文章编号：2096-2347（2021）03-0063-10收稿日期：2020-04-19基金项目：国家自然科学基金项目（42075149，41375113，41675097）；湖南省自然科学基金资助项目（2019JJ50733）。
作者简介：史华湘（1996—），男，硕士研究生，主要从事卫星、雷达资料同化研究。
E-mail:**********************.cn *通信作者：余意（1982—），女，博士，主要从事卫星资料同化研究。
E-mail:*****************.cn引用格式：史华湘，余意，张卫民，等.多普勒雷达在飑线系统资料同化及灾害性天气监测预报中的应用[J].三峡生态环境监测，2021，6（3）：63-72.Citation format :SHI H X,YU Y,ZHANG W M,et al.Application of Doppler radar in data assimilation of squall line system and disastrous weather monitoring and forecasting[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ，2021，6（3）：63-72.DOI ：10.19478/ki.2096-2347.2021.03.08Application of Doppler Radar in Data Assimilation of Squall Line System andDisastrous Weather Monitoring and ForecastingSHI Huaxiang,YU Yi *,ZHANG Weimin,LI Shaoying(School of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)Abstract :Squall lines,typhoons,tornadoes and other small and medium-scale strong convective systems usually form severe disas⁃trous weather such as strong winds,short-term heavy precipitation,hail,etc..This paper studied a squall line weather system oc⁃curred in Jiangsu from June 21to 22,2016.A new generation of the weather research and forecasting model (WRF)and its three-dimensional variational assimilation system (WRF_3DVAR)were used to cyclically assimilate Doppler radar data.Based on the ob⁃servation and numerical simulation results,the development mechanism and structural characteristics of the squall line system were analyzed.The results show that:(1)from the radar observation data with high temporal and spatial resolution,the small and medi⁃um-scale dynamical and thermal characteristics of the squall line system can be effectively captured;(2)the WRF_3DVAR system cyclically assimilated the radial velocity and reflectivity of the Doppler radar,and can provide a more accurate initial field for the numerical model,thereby to improve the simulated evolution of the squall line system of strong convection.Key words :Doppler radar;squall line system;data assimilation;radial velocity;reflectance;WRF model三峡生态环境监测Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges2021年09月Sep.2021第6卷第3期V ol.6No.3□监测与评价三峡生态环境监测/第6卷64飑线、台风、龙卷等中小尺度强对流系统，通常形成强风、短时强降水、冰雹等剧烈天气，具有较为严重的灾害性[1-2]。
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最大接近 10 ℃, 地面温度越高的地区 , 降温幅度越
图 1 2002 年 8 月 24 日安徽飑线过程大风实况 细线为等时线
Fig. 1 The gale of squall line case o n 24 August 2002. Thin lines are squall line passage isochrone
体 (图 5 中 14 :01 圆圈内) , 这个雷暴单体位于阵风 锋的前面 , 此后又有新的雷暴单体在阵风锋前面形 成 (图 5 中 14 :50) , 由于有雷暴在阵风锋的前面新 生加上原弓形回波明显断裂 , 使得维持了几个小时 的一条完整的雷暴阵风锋出现暂时断裂 。随后 , 新 的雷暴单体成熟 , 其下沉气流与其它雷暴的下沉气 流汇合再次形成完整的阵风锋 (图 5 中 16 :09) 。随 后回波继续向东南方向移动 , 雷暴群在形态上没有 上午那样呈现典型的弓形 , 但回波强度没有减弱 , 直到 21 :00 以后才移出安徽 。
产生大风 时间
回波主体 到达时间
阵风锋 到达时间
回波主体 产生大风
阵风锋 产生大风
备注
降水开始 时间
12 :16 09 :56 11 :42 13 :15 14 :05 11 :23 12 :20 12 :21 12 :42 12 :55 13 :32 15 :53 14 :38 15 :10 14 :37
图 3 2002 年 8 月 24 日 16 :30～18 :30 宣城气象站的风向 (a) 、风速 (b) 、气压 (c) 和温度 (d) 的自动记录 Fig. 3 Autograp hic records of wind direction (a) , wind speed (b) , p ressure (c) and temperat ure (d) at Xuancheng station f rom 16 :30 to 18 :30 on 24 August 2002
2 天气实况与背景场分析
2002 年 8 月 24 日安徽省自西北向东南出现了 一次飑线过程 。安徽省 79 个测站先后有 30 个站出 现 17 m ·s - 1 以上的瞬时大风 , 09 : 56 (北京时 , 下 同) 亳州最先出现大风 , 最迟是绩溪 , 为 19 :26 , 其 中最大风速达到 26 m ·s - 1 (图 1) , 与大风相伴的 还有强降水或冰雹 。 飑线影响时地面温度迅速下降 , 1 h 降温幅度
大 。如霍山 15 :00 温度为 37. 3 ℃, 16 :00 温度下降 到 27. 9 ℃, 1 h 下降了 9. 4 ℃。飑线中的雷暴云后 部的强下沉气流将相对干环境空气夹卷进去 , 导致 水滴蒸发使得下沉气流降温 , 下沉气流快速下冲到 地面 , 在地面形成以很快速度推进的冷堆 , 形成阵 风锋 。该快速推进的阵风锋除了导致地面的急剧降 温和大风外 , 还在其后部形成了明显的雷暴高压 (图 2) 。 对比图 1 中 11 : 00 , 14 : 00 和 17 : 00 大风到达
基本在 2. 5 km 以下 。此弧形弱回波带也叫做阵风 锋 (图 5 中 12 :24) , 即构成飑线的雷暴群中强烈下 沉气流的出流汇合在一起的冷池的前沿 。13 :00 左 右排列整齐的弓形回波出现断裂迹象 , 其东侧和西 侧的雷暴强度继续维持 , 而中间的雷暴强度减弱 , 虽然此时回波带的排列没有以前整齐 , 但其前面的阵 风锋仍为完好的弧形 , 并未出现断裂(图 5 中 13 :07) 。 14 :01 在雷达测站的西南方向另有一条边界层 辐合线 (窄带回波) , 强度也在 20 dBz 左右 , 在这条 辐合线与上述阵风锋交点附近还新生了一个雷暴单
KI 指数和抬升指数均在 24 日 08 :00 表现出大气最 不稳定 , 20 :00 飑线经过后这些对流参数都一致反 映大气趋于稳定 。
国内外研究认为 , 垂直风切变对风暴的维持和 发展起着非常重要的作用 。而这次飑线在其发生前 后垂直风切变却不是很大 , 只在飑线即将影响安徽 时 (24 日 08 :00) 阜阳上空的垂直风切变达到中等强 度 , 925 h Pa 到 500 h Pa 的垂直风切变近似为 3. 0 × 10 - 3 s - 1 , 而 850 h Pa 到 500 h Pa 的垂直风切变要 略大一些 , 近似为 3. 2 ×10 - 3 s - 1 。
图 4 2002 年 8 月 24 日 08 :00 对流有效位能 (a) 、KI 指数 (b) 和抬升指数 (c) Fig. 4 CA PE(a) 、KI (b) and L I(c) at 08 :00 o n 24 August 2002
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高 原 气 象 27 卷
Fig. 2 3 h p ressure variatio ns at 11 :00 (a) , 14 :00 (b) and 17 :00 (c) on 24 August 2002. U nit : 0. 1 h Pa.
Solid lines indicate po sitive p ressure variatio n and dashed lines indicate negative one
姚叶青1 - 3 , 俞小鼎4 , 张义军1 , 程 华3 , 魏 鸣2 , 李 劲3
(1. 中国气象局 中国气象科学研究院 , 北京 100081 ; 2. 南京信息工程大学 , 江苏 南京 210044 ; 3. 安徽省气象台 , 安徽 合肥 230031 ; 4. 中国气象局培训中心 北京 100081)
1 引言
飑线是我国主要产生强对流天气的系统 。我国 气象科技人员对飑线等强对流天气已有过不少研 究[1 - 15 ] 。2002 年 8 月 24 日华东地区出现了一次大 范围的飑线过程 , 影响到安徽 、江苏和上海 ; 伴随 的对流天气主要为大风 、冰雹和强降水 。漆梁波 等[3] 对此次飑线移到江苏和上海时的演变情况和特 征进行了分析 。本文主要利用位于合肥的多普勒天 气雷达资料 , 对安徽境内飑线的演变和结构特征进 行了分析 。
收稿日期 : 2006206205 ; 改回日期 : 2007207231 基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( 40575014)“基于多普勒天气雷达观测中的中国超级单体风暴研究”; 国家自然科学基金 项目
(40675001)“江淮夏季对流云合并的观测和机理研究”; 安徽省十一五科技攻关项目 (06013140B) 共同资助 作者简介 : 姚叶青 (1970 —) , 女 , 安徽枞阳人 , 硕士 , 高工 , 主要从事短期和强对流天气预报分析和研究. E2mail :zmhht @163. co m
的位置和同一时间的 3 h 变压 (见图 2) , 可以看出 飑线后部一直存在明显的雷暴高压 。同时从风 、气 压 、温度等气象要素的时间序列图上清楚地显示出 在飑线经过时气象要素出现了突变 , 风向突变 , 风 速突然加大 , 温度下降 , 气压陡升 (图 3) 。 系统影响后气象要素的急剧变化 , 存在雷暴高 压 , 以及出现大范围的大风降温 , 说明这是一次影 响范围大 , 持续时间长 , 且非常典型的飑线过程 。 飑线发生前的环境背景场如下 : 24 日 08 :00 山
摘 要 : 对 2002 年 8 月 24 日发生在安徽的一次大范围飑线过程进行了分析 。该飑线影响范围大 、持 续时间长 , 产生于对流层中高层槽后干冷空气向南大范围扩散 , 低层辐合 , 大气层结非常不稳定 , 深层 大气垂直风切变中等的背景下 , 在其影响的广大区域产生大风和部分地区的冰雹和暴雨 。雷达回波呈 现弓形 , 伴有明显的雷暴出流边界 (阵风锋) , 与弓形回波相对应的多普勒径向速度明显地预示地面大 风的中层径向辐合 (MARC) 。而中气旋的存在 , 通过加速干冷空气向雷暴内的夹卷 , 加强了下沉气流 。 另外 , 弓形回波前沿中低层存在弱回波区 , 中高层存在回波悬垂 , 强回波区延伸到 - 20 ℃等温线之上 , 表明雷暴内上升气流很强 , 有利于大冰雹和强降水形成 。分析还表明雷暴出流边界与雷暴之间距离的 变化在一定程度上可以预示未来雷暴强弱的变化 。 关键词 : 飑线 ; 弓形回波 ; 中层径向辐合 (MA RC) ; 阵风锋 ; 中气旋 中图分类号 : P426. 5 + 1 文献标识码 : A
高 原 气 象 第
27 卷 第 2 2008 年 4 月
期
PL
A
T
EA U
Vol. 27 No .
M E T EO ROL O GY
Ap ril , 2008
2
文章编号 : 100020534 (2008) 0220373209
一次典型飑线过程多普勒天气雷达资料分析
站名
淮北 毫州 宿县 灵壁 泗县 阜阳 固镇 怀远 蚌埠 凤阳 定远 来安 滁县 合肥 肥西
舒城
六安 巢湖 和县 桐城 枞阳 芜湖 繁昌 南陵 宣城 郎汐 宁国 泾县
表 1 飑线回波和 17 m ·s - 1 以上大风的关系 Table 1 Relation bet ween squall line echo and the start time of gale with 17 m ·s - 1 and precipitation
2 期
姚叶青等 : 一次典型飑线过程多普勒天气雷达资料分析 3 75
东南部到河南北部有一横槽 , 对比前一个时次 500 h Pa 探空 , 河南南阳 、安徽阜阳 、江苏徐州温度下 降了 3～4 ℃, 说明中高层有明显干冷空气南下 , 同 时在 925 h Pa 江苏中部 、安徽中北部到河南南部有 一辐合线 , 低层辐合线的存在有利于触发对流的产 生 。中高层干冷空气扩散南下和低层的辐合为这次 飑线过程提供了非常有利的环境背景场 。 飑线作为强对流天气之一 , 作一些对流参数的 分析 是 非 常 有 必 要 的 。首 先 看 对 流 有 效 位 能 CA PE , 飑线发生前对流有效位能非常大 , 安徽西 北部阜阳 23 日 20 : 00 和 24 日 08 : 00 达到或接近 4000 J ·kg - 1 左右 (图 4a) , 而河南南阳 、江苏徐州 的对流有效位能 24 日 08 :00 已开始明显减小 , 此 时地面飑线系统刚刚接近南阳 、徐州等地 。 而反映大气温度 、湿度及其配置的对流参数如 KI 指数和抬升指数也同样表明大气层结非常不稳 定 , 阜阳上空 24 日 08 : 00 : KI 指数达到 44 ℃, 抬 升指数为 - 10 ℃(见图 4) 。这些值是非常极端的 , 即便在强对流天气中也是不多见的 。但与 CA PE 不同的是 , 24 日 08 :00 在飑线还未影响安徽时 , 安 徽的探空资料已显示 CA P E 值在下降 (如阜阳) , 而