一次致灾雷暴过程的闪电雷达回波特征分析
一次冰雹过程的雷达回波特征分析
一次冰雹过程的雷达回波特征分析摘要：应用常规资料和贵州省毕节地区的多普勒雷达产品，对云南省威信县2010年8月4日出现雷、暴大风和冰雹的强对流性天气过程进行分析：受高空低槽和低空急流的共同影响，形成的两个中尺度系统受锋面附近前冲冷流的触发，造成这次强对流性天气。
雷达反射率图上：回波强度越大、强中心高度越高，造成的天气越强；径向速度图上的“逆风区”，说明该地为风速的大值区、风向也发生了突变；当对流回波处于强盛阶段时，垂直方向上液态水的累计总含量值先猛增、后相对稳定，当达到峰值时即出现冰雹。
关键词：冰雹云层；冰雹；雷达基本数据产品VCS，CAPPI，PP引言天气雷达是探测冰雹十分重要的工具，目前天气雷达在冰雹监测和预报得到广泛应用，使得有关冰雹和冰雹云的研究获得长足的进展。
1 天气实况2010年8月4日15时41分，我县扎西、高田等乡镇出现雷雨天气过程，扎西镇墨黑村、干河村及高田乡凤阳村遭受风雹灾害，造成部分村组玉米等受灾。
据县气象局提供的数据显示，县城所在地短暂降雨，降雨量达22.5毫米。
经核灾统计，2个乡8个村77个村民小组3490户13817人受灾，直接经济损失452.6万元（其中农业经济损失291.1万元）。
2雷达回波特征分析2010年8月4日15时41分威信境内中部及东北部出现强回波云层，通过雷达基本数据产品VOL（3）（因威信特殊地理特征，海拔高度1177.2米，所使用雷达数据受地形影响，对VOL数据只有天线仰角达3.4度才有使用价值）观测分析，此次回波云层为块状冰雹云（图1）。
威信县城附近强回波中心大于45dBz，可见回波发展非常旺盛；从强中心位置的叠加可分析出，回波强度随时间逐渐增强并缓慢移动。
4 垂直方向上液态水的累计总含量特征冰雹过程前后垂直方向上液态水的累计总含量的连续变化表明：当对流回波处于发展阶段时，垂直方向上液态水的累计总含量值稳定增大；当处于强盛阶段时，垂直方向上液态水的累计总含量值先猛增、后相对稳定；当达到峰值时即出现冰雹。
夏季影响洪泽湖航运的雷暴大风雷达回波特征分析
图 ｌ２ ０ 年 ７ ２ ０５ 月 ７日基本反射率图（ ５仰角） ０。 ．
（ １：３（）９Ｏ ； ）９４ ； ）ｌ１； ）ｌ ０（２ ： ；）１ ９０）１ ８ ａ ６４ ； ｌ ： （ ｌ：９（ ２ ： （ ２ ： ； １ ２（２ ： ；￣ ： ） ｈ ７ｃ ｄ ４ｅ ２ Ｄ ３ ｇ ３ ２５ ３２窄带 回波 ．
［ 摘 要］ 应用 南京 多普勒 天气雷达资料和 洪泽站地面气 象资料 ， ２ ０ － ０ ９年 ６ ８月洪泽站 出现的 １ 对 ０５ ２０ － ９次雷暴大风 天气过程进 行 了分析 。根据 雷达基本反射率特征 ， 雷暴 大风 的雷达回波形态有 以下五种类型 ： 弓状回波、 窄带回波、 带状回波 、人” ” 字形回波 、 钩 状 回波。其 中 弓状 回波出现 次数 最多， 钩状 回波产生的大风最强。ＶＩ ￣４ ｋ ／ 对雷暴大风有指示作 用， Ｉ ≥６ ｇｍ２ Ｌ值 ＞ ０ ｇｍ２ Ｖ Ｌ值 ５ｋ ／ 时除 出现 雷暴 大风 外还有 冰雹发 生。此 外， 分析 了雷暴 大风回波的路 径， 共有四条 ， 中西南路和西路为主要路径 ， ７ ， 其 各 次 西北路 ４ ， 次 北路最 少， 只有 １ 西南路 多局地 回波 ， 次。 生成 于明光和 盱眙西南部 ， 当地 的丘陵地 形有 关； 与 西北路 的泗洪 、 阳与洪泽湖交界的陆 泗 地一侧也 易产 生局地 回波 。这些特征对 洪泽湖 雷暴 大风 临近预报预 警有指 导价值 ， 对保 障航 运有现 实意义。 ［ 关键词 ］ 雷暴 大风 多普勒天 气雷达
关于移人 回波和局地 回波 的说明： 以洪泽湖湖 心为圆点 ， ｌＯ ｍ 以 Ｏｋ 为半径作 圆（ 主要包括淮安 、 宿迁全境 ， 州的睢宁 ， 徐 扬州 的宝应 、 高邮 ， 安徽 的泗县 、 五河 、 明光 、 天长 ）在此 范围内生成 的回波 为局地 回波 ， ， 由 此范 围以外移入的 回波为移入 回波。 本 文 选 取 洪 泽 站 ２ ０ — ０ ９年 ６ ８月 出现 的 １ ０ ５ ２０ － ９个 雷 暴 大 风 天 气 过程 ， 运用南京雷达产品资料和洪泽站地 面气象资料 ， 对雷暴 大风 回波 的雷达产 品特征 、 回波 的 路 径 、 面 气 象 要 素 特 征 进 行 了 分 析 ， 出 了 地 得 些有价值的结论 ，对 提高洪泽湖 区雷暴 大风的临近预报准确率 有很 大促 进 作用 。 ２天 气 形 势 和 月 、 ． 日变 化 特 征 根 据 对 ２ ０ — ０ ９年 ６ ８月 出 现 的 １ ０５２０ — ９个 雷 暴 大 风 过 程 出 现 前 的 天气 图分析 ， 按其受影 响的主要 天气 系统可分 为以下 四种类 型： 高空 一、 槽， 共出现 １ Ｏ次 ； 、 涡型 ， 出现 ５次 ， 中东 北冷涡 ４次 ， 二 冷 共 其 华北 冷 涡 １次 ； 、 热 带 高 压 西 北 边 缘 型 ， 现 ３次 ； 、 风 倒 槽 型 ， 现 １ 三 副 出 四 台 出
基于雷达资料的雷电特性分析及雷电预警
基于雷达资料的雷电特性分析及雷电预警发表时间：2015-01-27T15:47:48.167Z 来源：《防护工程》2014年第11期供稿作者：黄月清陈艺宏林溪猛[导读] 随着国家节能减排的大力推广，开发绿色、环保、无污染的新型复合保温材料将会是未来的新经济增长点。
黄月清陈艺宏林溪猛福建省漳州市气象局福建漳州 363000摘要：本文利用福建省雷达资料分析研究了该省闪电活动与雷达回波强度、顶高及垂直液体含水量VIL 的关系，并通过分析找出可作为雷暴预警的依据因子，旨在为提高雷暴监测预报预警水平提供参考。
关键词：雷达回波；雷达回波顶高；雷达回波强度；垂直液体含水量值；预报预警引言雷电是联合国国际减灾十年活动中最严重的十大自然灾害之一，具有突发性强、持续时间短、危害严重等特点，属于中小尺度天气系统。
为进一步提高雷电灾害预测预报水平，准确预报雷电发生时间和地点，国内外大量学者结合多种探测资料对雷电活动进行了大量研究和预报，其中黄延刚等针对雷暴云演变利用闪电定位系统及多普勒雷达资料分析得出，雷暴云成熟、消散阶段，雷达回波强度＞40dBz、垂直液体含水量VIL 值≥20kg/㎡对应的区域为雷电发生区，其周围可形成一个小范围闪电密集区；Brandon 等研究得出-10℃层结高度40dBz 回波强度可作为初次地闪发生的最佳预测因子；王飞等通过对北京夏季20 个单体过程综合分析得出，40dBz 可作为该地区雷电预警的一个雷达回波特征参量。
本文利用福建省雷达资料分析研究了该省闪电活动与雷达回波强度、顶高及垂直液体含水量VIL 的关系，并通过分析找出可作为雷暴预警的依据因子，以此提高雷暴监测预报预警水平，及时采取有效防雷减灾措施，降低雷电灾害损失。
1 雷电与雷达回波特征的关系1.1 雷电活动与雷达回波强度对流层温度通常随大气层高度的上升而降低，因此在闪电发生前后某一温度层高度范围内雷达回波强度势必表现出一定的特征量变化。
一次中尺度雷暴大风过程的闪电特征分析
一次中尺度雷暴大风过程的闪电特征分析冯桂力;王俊;牟容;刘冬霞【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2010(036)004【摘要】2005年6月21日山东北部出现了一次中尺度对流系统,并伴有地面灾害性大风.作者综合闪电定位资料、雷达和卫星资料详细分析了这次中尺度对流系统的闪电活动特征,结果表明,在系统初始发展阶段地闪频数快速增加,成熟阶段地闪频数一直较高,且都在20次/5 min以上,在减弱消散阶段,正地闪比例超过负地闪.负地闪多发生在对流降水区,而正地闪则对应于稳定的层状云降水区.逐小时地闪次数峰值滞后于云顶最低温度峰值,小于-50℃的冷云覆盖面积峰值滞后于地闪次数峰值.这次地面大风主要是较强下沉气流底部外流造成的,利用WINDEX计算的地面最大风速潜势与观测的阵风值非常接近.地面大风阶段对应着剧烈的闪电活动,地闪频数的跃增略提前于地面强风发生时间,这对灾害性天气过程的监测预警具有一定的参考价值.【总页数】7页(P68-74)【作者】冯桂力;王俊;牟容;刘冬霞【作者单位】山东省气象科学研究所,济南,250031;山东省人民政府人工影响天气办公室,济南,250031;重庆市气象台,重庆,401147;中国科学院大气物理研究所,北京,100029【正文语种】中文【相关文献】1.华北一次中尺度对流系统中的闪电活动特征及其与雷暴动力过程的关系研究 [J], 刘冬霞;郄秀书;冯桂力2.一次雷暴大风的中尺度结构特征分析 [J], 王彦;吕江津;王庆元;吴丹朱;贾惠珍3.成都一次雷暴大风的中尺度特征分析 [J], 唐钱奎;张涛4.江苏沿江地区一次雷暴大风天气的中尺度特征分析 [J], 吴彩霞;王坤;李超;彭小燕;顾天真5.昆明“2016.4.19”雷暴大风天气过程的中尺度特征分析 [J], 杨芳园;杨素雨;周稀;邹灵宇;段燕楠;潘娅婷;李晓鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
雷暴天气下的运行与雷达使用
成熟阶段： 积雨云阶段，其特征是开始产生降水雷达回波及地， 云体中出现下降气流，但在下沉气流的上方，上升气流 仍贯穿云体。云顶亮温低于-20 ºC，一般认为温度层0 ºC 到-20 ºC之间的区域主要由过冷水滴、雪花和冰晶组成 ，而冰晶是从-10 ºC开始出现并随高度逐渐增多。 在有冰晶和过冷却水滴共存的云中由于冰面的饱和 水汽压比过冷却水面的饱和水汽压小，水分子不断由水 滴向冰晶上转移，这种由于冰水共存引起冰水间的水汽 转移的作用称为冰晶效应，冰晶则因凝华而增大，当上 升气流托不住的时候就脱离气团形成降水，这也是降水 的重要理论之一。同时由于过冷水大量冻结而释放潜热 加热周围的空气形成暖心（warm core）,使云顶突然向 上发展，云顶到达平流层下层后向水平方向铺展，于是 形成了云砧 ,这一阶段持续约15 ～ 30min。
地形雷暴
由于地形关系，某些地区特别容易产生雷雨。 例如在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上 升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到 一定高度变冷而形成雷云；但到了山肪背风的 那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消 散或减弱。
系统雷暴
由于系统性天气引起的雷暴。 这种系统性天气主要包括锋面、低涡、高空槽 和切变线以及热带气旋等。
风切变
表现形式 水平风的垂直切变 水平风的水平切变 垂直风的切变 顺风切变 逆风切变 垂直切变
多普勒天气雷达原理与应用5- 多普勒雷暴的分类及其雷达回波的基本特征
典型强飑线
线状多单体对流风暴（飑线？）
飑线的三种类型（Parker 2000）
飑线的几种形成方式
中尺度对流系统
最初从卫星红外云图定义 后来有人给出具体定义（对流起源降水尺度 100km以上） 从雷达回波看往往是多个雷暴的集合
中尺度对流系统例子（美国）
基于雷达回波的对中尺度 对流系统的分类
2004年4月11日18:41江西南昌SA雷达观测到的超级单体
9 July 2007 Hebei
Splitting supercell storms produced 50 mm hail
CAPE: 2540
0-6km Shear: 24m/s
Proximity Sounding: 20:00 9 July 2007 Xingtai
Reflectivity
Radial Velocity
16:19
0.5 deg elevation
Hook echo
16:30
16:30
1.5 deg elevation
Mesocyclone
长沙（上）和常德（下）雷达径向速度图
2006年7月12日山西阳泉超级单体雹暴 (石家庄雷达）
2007年3月30日18:35青岛SA雷达观测到的超级单体风暴
BJ SJ JN YC HF CD
Frequency ( events/year/105 km2) 1.5
1.6 2.1 1.8 1.8 1.7
During a supercell event, the number of supercell storms ranges from 1 to 12.
Characteristics of Environmental Conditions
一次典型MCC卫星云图及雷达回波特征分析
一次典型MCC卫星云图及雷达回波特征分析黄世芹1，牟克林2，杨秀庄2，金建德1(1.贵阳市气象局，贵州 贵阳 550000；2.贵州省气象台，贵州 贵阳 550002)摘要本文利用常规的micaps观测资料、自动站资料及卫星T BB和雷达资料，对2010年6月19日夜间，贵州北部普降暴雨及大暴雨的个例进行分析，得出此次过程是由位于贵州中北部、重庆南部的一个中尺度对流复合体（MCC）造成的。
对6月19日00时~12时雨量进行分析，这次降水过程造成了贵州北部的大范围降水，遵义市大部分地区出现暴雨，局地出现了大暴雨，最大乡镇降雨量为185.3mm。
除此外，铜仁地区西部也出现暴雨，其余各个地州市为小到中雨或无雨区。
从降水分布来看，降水很集中，北部落区基本为暴雨或大暴雨，暴雨区与无雨区过渡带梯度较大，湄潭附近存在大雨区，范围较小。
另外对MCC云图特征进行分析，主降水区出现在MCC云团中心，MCC边缘地区降水较少，认为这是MCC的高云笼罩这部分地区，故而降水量少。
这次过程降水从19日夜间00时分开始，一直持续到12时，持续时间长，其中04-09时这一MCC成熟阶段，降水强度大，造成了很多地区出现短时强降水。
对卫星云图和雷达回波上MCC的形成阶段、成熟阶段和消亡阶段的云顶T BB值，冷云区面积，和地面对应天气现象演变特征进行分析，得出以下三个结论：1、这次MCC系统造成的降水范围大、雨强强、分布较集中，卫星云图上T BB最小值达-90℃以上，T BB≤－32℃、－52℃的面积远远大于标准，是一个空间尺度很大，持续时间较长的典型的MCC系统。
2、MCC云顶冷云区面积和MCC的总降水量存在一定的正相关，特别是T BB≤-80℃冷云区面积和MCC的总降水量对应基本一致，冷云区面积越大，MCC总降水量也越大。
降水主要在MCC系统的中心区域，边缘地区降水很小或基本无降水。
MCC达到成熟阶段时降水很强，常常造成大范围的短时强降水及暴雨大暴雨。
一次强雷电天气特征分析
Analysis of Characteristics of Lightning
Li Guoliang 1, Li Jun 2, Li Xiang 1
(1 Hubei Lightning Protection Center, Wuhan 430074 2 Hubei Meteorological Information and Technical Support Center, Wuhan 430074)
Abstract: This research aimed to improve the detection of lightning before it occurs in order to provide an improved prediction method for lightning. Using observation data from a lightning locator, Doppler weather radar and meteorological satellite data from the Hubei area, this paper analyzed a strong Hubei thunderstorm and weather processes from August 30th to 31st, 2014. The study considered the circulation background, system mechanisms, radar reflectivity, high echo top, vertically integrated liquid and characteristics of cloud maps. Our analysis showed that under the influence of a mesoscale convective cloud system, time and area of the lightning corresponded to the area of the radar with intense echo reflectivity and high cloud tops. When the regional echo intensity was 40 dBz, maximum of 45 dBz, echo top was above 9 km, maximum up to 17 km, K index was not below 36 and most of the vertically integrated liquid was more than 6 kg/m2, with the largest range of up to 20 kg/m2, thunder and lightning weather were forecast.
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１ ：０ １ ：Ｏ 雷 达 回波 强度 ５ ～ ５ Ｂ ， 回波 由多 个 对 流 单 体 构 成 ， 构 比较 松 散 ， 高 大 于 １ ． ｍ， 向 速 ４。— ５０ ， ０ ５ｄ ｚ 主 结 云 ２ ８ｋ 径
度 有 明 显 的 风 向切 变 ， 态 水 含 量 比上 午 偏 大 ， ２ ～ ３ ｇ ｍ 。雷 电 密 集 区 与 强 对 流 回波 带 相 对 应 ， 电 密 集 区 液 为 ５ ０ｋ ／ 雷
摘要
利 用 雷 电监 测 预警 网 、 多普 勒雷 达 、 域 自动 站 降水 同步 资料 ， ２ ０ 区 对 ０ ９年 ７月 ６ 日发 生 在 秦 皇 岛 市 的一 次 大
面 积 致 灾 雷 电 、 雨 天 气 ， 行 了详 细 分 析 。结 果 表 明 ： 次 致 灾 雷 电 过 程 以 负 地 闪 为 主 ， 电 出 现 频 率 最 大 为 暴 进 本 闪 ７ ２次 ／ 。闪 电放 电轨 迹 分 布特 征 呈 西 北 一 东 南 分 布 ， 北 向 南 移 动 ， 电 出 现 频 率 最 大 时 ， 小 时 降 水 量 超 过 １ ｈ 由 闪 每 １ ０ｍｍ， 电发 生 频 率 与 降水 强 度 同 步 。本 次 致 灾 雷 电 暴 雨 天 气 是 两 个 不 同 时 段 Ｂ中尺 度 对 流 云 团造 成 的 ， 雷 ０ 闪 其 达 回波 结 构 及 物 理 量 有 明 显 差 异 ，６ Ｏ 一 Ｏ ：Ｏ 雷 达 回波 强 度 ４ ～ ５ Ｂ ， 回 波 结 构 紧 密 ， 高 大 于 １ ． ｍ， Ｏ ：０ ７ Ｏ ， ５ ０ｄ ｚ 主 云 ０ ５ｋ 径 向速 度 图上 有 明显 的逆 风 区 ， 层 有 较 强 辐合 区 ， 体 内 存 在 强 烈 的 涡 旋 上 升 运 动 ， 态 水 含 量 ２ ～ ２ ｇ ｍ ； 低 云 液 Ｏ ５ｋ ／ 。
气过 程在 秦皇 岛 的西部 昌黎县境 内首 先监 测到 雷 电 活动 ， ７月 ５日 ２ ３时 １ 分 首 次监 测 到 负 闪 出现 ， ９ 随 后 自西北 向东 南逐 渐影 响 到其他 县 区 。监 测结果 表 明， 自动 站逐小 时 降水 量 的变 化 与 雷 电 发 生频 率 变 化有 很好 的相 关性 ， 闪电多发 期与 暴雨 相伴 出现 。 １ 高 、 空形 势场 低 在 ７月 ６日 ０ ： ０５ ０ ｈ ａ图上 （ １ 见 文 后 ８ ０ ０ Ｐ 图 ，
彩 图） 环 流为 两槽 一 脊 型 ， 空 槽从 东 北 中部 延 伸 ， 高 到黄 河 中下 游 地 区 ， 高空 槽 附近 风 力 大 于 ２ ｓ ４ ｍ／ ， 低 涡 中心在 贝加 尔 湖 的前部 ， 后 冷平 流显 著 ， 皇 槽 秦
岛市位 于 向东 移动 的 高空 槽 中部 。同 时刻 ８ ０ｈ ａ ５ Ｐ
气 ， 应不 同 的特征 ， 对 国内许 多科 技人 员对 此进 起 到 重 要
作 用 。本文 通 过选 取 出现 致 灾暴 雨 、 电 高发 时刻 雷 的监 测 资料 并进 行综 合 分析 ， 寻找 致灾 雷 电 、 雨 的 暴 回波 、 电特征 ， 闪 以为 强 对 流 天气 的预 报 、 预警 提 供
第 ３ 卷第 ４ ９ 期
２１ ０ １年 ８月
气
象
科
技
Ｖｏ ． ９， ． １ ３ Ｎｏ ４
Ａｕｇ． ２ ０１１
Ｍ ＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩ ＣＡＬ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
一
次致灾雷暴过程 的闪电雷达 回波特征分析
居 丽玲 牛 生杰 陈连 友。
（ 京 信 息 工 程 大学 大气 物 理 学 院 ， 京 ２ ０ ４ ；２河 北 省 秦 皇 岛市 气 象 局 ， 皇 岛 ０ ６ ０ ） １南 南 １０４ 秦 ６ ０ ０
根 据秦 皇 岛 市 ８ ３个 区 域 自动 站 监 测 到 的逐 小
时降 水 量 统 计 分 析 ， 水 从 ７月 ６ 日 ０ ：０ 北 京 降 １０ （
秦 皇 岛近 年 来相 继 建 成 了新 一 代 天 气 雷达 、 自
动 雨 量站 、 电监测 定位 系 统 ， 在灾 害性 天气 的识 雷 其
３． ４ ９ｍｍ／ 。０ ：Ｏ １ ：０降水基本 上停 止 。第 ２ ｈ ９Ｏ 一 ＯＯ
次是 １ ： ０ １ ：０昌黎 县 的 两 山 乡 １ ４ ２ｍｍ／ ， ４Ｏ — ５０ ６． ｈ
别 和 预警 中发 挥 了重 要 作 用 ， 成 为 临 近 预 报不 可 并
或 缺 的监测 手 段 。关 于 这 些 产 品 ， 同的 强对 流天 不
葛条 巷 ９ ． ６ ８ｍｍ／ ， 别 达 到 暴 雨 和 大 暴 雨 ， ７ 。 ｈ分 １ ：０ 后 降水 随之停 止 。 根 据秦 皇 岛 市 雷 电监 测 定位 系统监 测 ， 这次 天
参考。
２０ ０ ９年 ７月 ６日， 秦皇 岛市发生 了一 次大面积雷
电和局 地暴 雨灾 害性 天 气过 程 。全市 ３区 ４县先 后
出现 雷电灾 害 、 大暴 雨天气 ， ２ 个 乡镇 雨量超 过 了 有 １
５ ０ｍｍ， ３个乡镇超 过 １０ｍｍ， ０ 昌黎 的两 山 乡达 到 了 ２ ０ ３ｍｍ。这 场 雷雨 带 来 了 大 面积 的雷 电 、 地 洪 ０ ． 局 涝灾 害 ， 成直接经 济损失 达 １０ 造 ０ ０多万元 。
的 移 动 反 映 出强 对 流 单 体 的移 动趋 势 ； 向速 度 辐合 区对 应 闪 电 活 动 频 繁 ； 达 回 波顶 高 与 闪 电 活 动 分 布 一 致 。 径 雷
关键词 致灾雷暴 雷 达 回波 自动 站 降 水 闪 电频 率
引 言
０ ：０以后 ， 小时 雨量 最大 值 出 现两 次 ， １次是 ４Ｏ 每 第 Ｏ ：Ｏ ０ ：Ｏ卢 龙 县 的陈官 屯 ３ ． ６ Ｏ一 ７Ｏ ７ ８ｍｍ／ ， 家营 ｈ刘