費海燕 周小剛 王秀明

（中國氣象局氣象干部培訓學院，北京 100081）

多普勒雷達中氣旋判據(jù)及算法的發(fā)展與應用

費海燕 周小剛 王秀明

（中國氣象局氣象干部培訓學院，北京 100081）

由于超過90%的中氣旋伴隨著龍卷、強雹、大風等強天氣發(fā)生，因此中氣旋的識別與應用對于準確、實時發(fā)布強天氣預警具有十分重要的意義。目前我國僅CINRAD WSR—98D SA/SB多普勒雷達內置了美國強風暴實驗室開發(fā)的中氣旋算法，并有相應的中氣旋產(chǎn)品，其他型號的多普勒雷達則只能從徑向速度圖上人工識別中氣旋?；仡櫫酥袣庑袚?jù)演變的三個階段，對當前業(yè)務上使用的第三階段的中氣旋判據(jù)存在的問題進行了分析；依據(jù)中氣旋算法發(fā)展歷程，介紹了中氣旋切變算法、中氣旋算法及中氣旋探測算法，并對當前業(yè)務上使用的中氣旋算法得到的產(chǎn)品應用及其存在問題作了討論。

中氣旋判據(jù)，中氣旋切變算法，中氣旋算法，中氣旋探測算法

0 引言

在20世紀中期，Brooks［1］就已認識到在雷暴單體中可能存在尺度比龍卷要大的氣旋式渦旋。1963年，F(xiàn)ujita［2］將其正式命名為中氣旋（mesocyclone）。根據(jù)國外的統(tǒng)計，90%以上的中氣旋會伴隨著龍卷、強雹、大風等強天氣發(fā)生，因此中氣旋探測對于準確、實時發(fā)布強天氣預警具有十分重要的意義。

在多普勒雷達應用之前，由于缺乏對速度場的探測資料，中氣旋研究進展緩慢。1971年，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的強風暴實驗室（NSSL）擁有了位于諾曼（Norman）的第一臺用于研究的S波段多普勒雷達。其后，依據(jù)Norman多普勒雷達所收集的數(shù)據(jù)集，NSSL對中氣旋的基本特征進行了深入研究，先后提出了利用徑向速度對來識別中氣旋的判據(jù)及中氣旋客觀算法。

中氣旋的判據(jù)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：使用徑向速度方位切變閾值和厚度閾值；使用與距雷達站距離有關的徑向速度方位切變閾值和厚度閾值；使用與距雷達站距離有關的旋轉速度閾值和厚度閾值。目前，國內業(yè)務中最常使用的中氣旋判據(jù)是使用與距雷達站距離有關的旋轉速度和厚度閾值。

中氣旋客觀算法的發(fā)展也經(jīng)歷了三個階段：中氣旋切變算法（mesocyclone shear algorithm）、中氣旋算法（mesocyclone algorithm）、中氣旋探測算法（mesocyclone detection algorithm）。目前在全美布網(wǎng)的165部WSR-88D S波段雷達build 9.0版本中內置的是中氣旋算法，預期下一階段將會更新為中氣旋探測算法。我國CINRAD WSR-98D SA/SB目前使用的也是中氣旋算法。

國內在中氣旋判據(jù)和中氣旋算法得到的中氣旋產(chǎn)品的應用上，業(yè)務人員也積累了一些相關經(jīng)驗。個例分析［3］表明，與非超級單體龍卷相比，導致強龍卷的中氣旋底高明顯偏低，基本在1km以下。臺風前部龍卷個例研究［4］發(fā)現(xiàn)，中氣旋算法產(chǎn)品沒有報警，認為中氣旋閾值應結合當?shù)靥攸c作調整。由中氣旋文本產(chǎn)品給出的最強切變值統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，當中氣旋最強切變達到15m·s-1·km-1以上極有可能出現(xiàn)25m·s-1以上的強風或者龍卷天氣［5］。根據(jù)對中氣旋的旋轉速度統(tǒng)計，64.3%以上的冰雹天氣的中氣旋達中等強度以上，50%以上的雷雨大風天氣的中氣旋達中等強度以上，而強降水天氣達中等以上強度僅為36.4%［6］。

國內多普勒雷達應用研究起步較晚，且國內大部分C波段多普勒雷達應用軟件中無中氣旋算法，因此業(yè)務上由中氣旋判據(jù)和由中氣旋算法產(chǎn)品來識別中氣旋是并存的。

1 中氣旋判據(jù)發(fā)展的三個階段

由于多普勒雷達僅能探測到一維的徑向風場，因此必須對中氣旋流場作一定假設，才能在徑向速度場上給予合理解釋。故通常假設中氣旋流場滿足Rankine渦旋條件，即：

式中，vt表示切向速度，Vt表示核半徑r=Rt時的最大切向速度。在核區(qū)內（r≤Rt），切向速度隨半徑線性增加；在核區(qū)外，速度與半徑成反比。對氣旋式旋轉，Vt為正；對反氣旋式旋轉，Vt為負。

中氣旋為氣旋式旋轉。由于多普勒雷達平面掃描是以順時針方向進行的（正北為0°方位角，順時針方位角增加到360°）。因此，在多普勒雷達平面掃描徑向速度場上，中氣旋就表示為同一距離圈上，相隔一定方位角距離（即直徑）的最大負速度與最大正速度（簡稱最大正負速度對或徑向速度對）。傳統(tǒng)意義上，中氣旋可以定義為具有風暴尺度（2～10km）的Rankine 渦旋特征的多普勒徑向速度對。徑向速度對的值越大或徑向速度對之間的距離越小，說明中氣旋的強度越強。

1.1 第一階段的中氣旋判據(jù)

從傳統(tǒng)意義上的中氣旋定義到中氣旋定量識別判據(jù)，主要是考慮到中氣旋為三維旋轉系統(tǒng)，加入了對中氣旋厚度要求的限制。中氣旋識別判據(jù)的第一階段即是使用徑向速度方位切變值和厚度值作為中氣旋識別判據(jù)。

該判據(jù)是Donaldson［7］在1970年提出的。Donaldson［7］使用美國空軍5.4cm多普勒氣象雷達，分析了1968年春季美國Massachusetts東部地區(qū)一次伴隨大范圍強雹和龍卷過程的中氣旋演變，首次提出中氣旋定量識別判據(jù)閾值為：徑向速度方位切變值≥5×10-3s-1；其伸展厚度大于2Rt。1976年，Burgess［8］利用NSSL的Norman多普勒雷達在1971—1975年的每年春季收集到的37個Oklahoma中氣旋（62%伴有龍卷）進行特征統(tǒng)計研究時，降低了Donaldson判據(jù)的厚度值要求，采用的中氣旋識別判據(jù)閾值為：徑向速度方位切變值≥5×10-3s-1；其伸展厚度大于3km。

1.2 第二階段的中氣旋判據(jù)

第二階段的中氣旋判據(jù)是使用與距雷達距離有關的徑向速度方位切變閾值和厚度閾值識別中氣旋。這是1977年NSSL研究人員在Norman多普勒雷達（注：Norman多普勒雷達徑向速度探測范圍為345km）進行的春季聯(lián)合多普勒業(yè)務試驗（Joint Doppler Operational Project，JDOP）中提出來的。主要是考慮到受雷達采樣方式的影響，距雷達越遠分辨率越低，因此，采用的中氣旋識別判據(jù)閾值為：距雷達230km范圍內，方位切變值≥5×10-3s-1，其伸展厚度大于3km；距雷達230km范圍外，切變值≥1×10-3s-1，無厚度要求［9］。此后，針對中氣旋的研究一直使用該識別判據(jù)。

1.3 第三階段的中氣旋判據(jù)

第三階段的中氣旋判據(jù)是使用與距雷達距離有關的旋轉速度閾值和厚度閾值識別中氣旋。這是1987年NSSL研究人員在多普勒/閃電（Doppler/Lightning，DOPLIGHT）試驗中首次提出來的，其使用旋轉速度（即Vt）代替方位切變值作為判據(jù)。中氣旋識別判據(jù)閾值為：距雷達150km范圍內，旋轉速度≥15m·s-1，其伸展厚度大于3km；距雷達150～230km范圍，旋轉速度≥11m·s-1，無厚度要求［10］。此后，美國預報業(yè)務人員開始使用旋轉速度作為定量識別中氣旋的重要參量。

1997年，Andra［11］根據(jù)美國俄克拉荷馬（Oklahoma）中部伴有強雹和龍卷的中氣旋進行統(tǒng)計，給出了距雷達不同距離圈上觀測到的旋轉速度和中氣旋強度的關系，將中氣旋判據(jù)進行了細化，根據(jù)旋轉速度和距雷達距離，將其分成了弱切變、弱中氣旋、中等強度中氣旋、強中氣旋四個區(qū)域（圖1）。

圖1 中氣旋強度閾值（改自Andra[11]）Fig. 1 Mesocyclone strength threshold

圖1 是目前我國業(yè)務中最常使用的中氣旋判據(jù)依據(jù)。對此圖的使用要注意以下幾點：1）圖1是根據(jù)美國Oklahoma中部伴有強雹和龍卷的中氣旋統(tǒng)計結果繪出的，按照Burgess等［12］的統(tǒng)計結論，Oklahoma中部地區(qū)伴有強雹或龍卷的中氣旋成熟階段時的核半徑平均為2.75km，旋轉速度平均為23.3m·s-1。由圖1可知，該旋轉速度對應為強中氣旋；而根據(jù)我國的統(tǒng)計［13］，中氣旋成熟階段時的平均核半徑為3.085km，平均旋轉速度為18.945m·s-1。由圖1可知，在距雷達150km范圍內，僅對應為中等強度中氣旋。因此在我國使用圖1時，要考慮到我國中氣旋的平均強度比Oklahoma中部地區(qū)伴有強雹或龍卷的中氣旋要弱的事實，適當降低對旋轉速度值的要求；2）圖1是主觀估計中氣旋強度的工具，對無經(jīng)驗的預報員，可以起指導作用。但要注意圖中中氣旋的特定直徑是6.5km，對直徑明顯小于或大于6.5km的中氣旋，該圖會過低或過高地估計了中氣旋的強度；3）根據(jù)NSSL中氣旋第三階段判據(jù)，中氣旋要有一定的垂直伸展厚度，而圖1僅考慮了旋轉速度，并沒有考慮厚度。由于單層中氣旋有可能是沒有意義的，因此，在雷達探測單仰角上旋轉速度滿足閾值后，還要確定一下所探測到的旋轉速度區(qū)是否滿足垂直伸展厚度大于3km的要求。

2 中氣旋客觀算法的發(fā)展

由第一節(jié)可知，Donaldson［7］首次提出了用單多普勒雷達識別中氣旋的判據(jù)，即徑向速度方位切變值≥5×10-3s-1，垂直伸展厚度等于或大于其直徑的2倍。其后，NSSL算法開發(fā)人員對Donaldson的判據(jù)進行了改進，并開發(fā)了中氣旋切變算法來自動識別是否存在滿足閾值的中氣旋切變區(qū)域。目前我國CINRAD WSR-98D SA/SB使用的中氣旋算法是NSSL對中氣旋切變算法的改進。因此，本節(jié)按照NSSL對中氣旋客觀算法改進的過程，分別介紹中氣旋切變算法、中氣旋算法、中氣旋探測算法。

2.1 中氣旋切變算法

圖2為中氣旋切變算法流程圖，圖中一些術語定義如下：

1）類型矢徑（pattern vector）：指在常定距離圈上尋找到的速度增加的長度。

2）角動量：類型矢徑的速度差和方位角距離的乘積。

3）切變：類型矢徑的速度差除以方位角距離。

4）2D特征：一個類型矢徑與其他類型矢徑在方位角和距離圈距離小于閾值時，則可以組成一個2D特征。

5）對稱特征：2D特征切向和徑向長度之比在閾值范圍內，則認為是對稱特征。

圖2 中氣旋切變算法流程圖（引自Zrnic等[14]）Fig. 2 Flow chart of mesocyclone shear algorithm

1985年，Zrnic等［14］依據(jù)1977年春季美國聯(lián)合多普勒業(yè)務項目（JDOP）觀測，利用位于Norman的多普勒雷達所觀測到的Oklahoma中部40個中氣旋例子（伴隨強雹和強龍卷天氣的中氣旋），給出了中氣旋切變算法中參數(shù)的閾值：如低切變取為2m·s-1·km-1，高切變取為4m·s-1·km-1，低角動量取為50m·s-1·km-1，高角動量取為150m·s-1·km-1。這些值是根據(jù)這40個中氣旋主觀確定的，原則上使用這些閾值，可以保證40個中氣旋沒有一個被遺漏。

對比圖1發(fā)現(xiàn)，低切變取為2m·s-1·km-1，意味著強度在弱切變以上的中氣旋，在中氣旋切變算法中都給予保留。這樣算法識別的中氣旋能完全涵蓋由圖1識別的弱切變以上的中氣旋。

2.2 中氣旋算法及產(chǎn)品應用

2.2.1 中氣旋算法

NSSL對中氣旋切變算法進行改進后，將其命名為中氣旋算法，1996年秋季開始正式用于全美布網(wǎng)的165部S波段多普勒雷達。目前我國CINRAD WSR-98D SA/SB使用的即是中氣旋算法。

中氣旋切變算法考慮的僅是單層中氣旋，中氣旋算法增加了對垂直連續(xù)性的檢驗，即考慮中氣旋有一定的伸展厚度。中氣旋算法第一步是由中氣旋切變算法探測2D特征（對稱或不對稱）；第二步是通過對垂直連續(xù)性的檢驗將中氣旋切變分成三種類型。其流程圖見圖3。

圖3 中氣旋算法流程圖Fig.3 Flow chart of mesocyclone algorithm

2.2.2 中氣旋產(chǎn)品應用

由圖3可見，中氣旋算法通過對2D特征做垂直相關性檢驗，最終得到三種類型：非相關切變、三維切變、中氣旋。在目前的CINRAD WSR-98D SA/SB中氣旋圖形產(chǎn)品（M，60號）中，中氣旋用深黃色的圓圈（線的寬度為4個像素）顯示，并帶有離它最近的被識別的風暴單體的標識號；三維切變用淺黃色的圓圈（線的寬度為1個像素）顯示，不帶有風暴單體的標識號；非相關切變在圖形產(chǎn)品上不顯示，但在中氣旋文本產(chǎn)品（M，60號；中氣旋文本產(chǎn)品是中氣旋圖形產(chǎn)品的匹配產(chǎn)品，共用一個產(chǎn)品號）中有顯示。

中氣旋圖形產(chǎn)品可以疊加到反射率因子或徑向速度圖形產(chǎn)品上，與強單體相伴隨的中氣旋伴隨著龍卷、強雹、大風等強天氣發(fā)生，要充分引起注意。圖4出示了2013年3月23日14：53（北京時間）1.5°仰角百色雷達反射率因子圖疊加中氣旋圖形產(chǎn)品（黃色圓圈），此超級單體風暴維持了較長時間的中氣旋，并造成沿途經(jīng)過的田林縣定安鎮(zhèn)、八渡鄉(xiāng)、八桂鄉(xiāng)出現(xiàn)了直徑為20～30mm的冰雹、強風和雷電等強對流天氣 。

圖4 2013年3月23日百色雷達強反射率因子疊加中氣旋（黃色圓圈）Fig.4 Strong reflectivity with mesocyclone product (yellow circle) in Baise radar on 23 March 2013

在中氣旋圖形產(chǎn)品上并不能確定中氣旋最強2D特征的高度，但在中氣旋文本產(chǎn)品中會顯示最強切變值及其高度?？梢岳梦谋井a(chǎn)品中的最強切變值及其高度進一步區(qū)分強天氣類型。

2013年3月23日午后，百色市田林縣、右江區(qū)、田陽縣、田東縣、平果縣的部分地區(qū)先后出現(xiàn)雷暴、冰雹、雷雨大風等災害性天氣。根據(jù)百色SB雷達探測，導致田林降雹的強風暴維持了一個持續(xù)較長時間的中氣旋，圖5即是中氣旋最強切變高度演變圖。由圖5可見，強中氣旋的最強切變維持在0℃層左右，這里稱為中層中氣旋，意味著旋轉上升氣流超過0℃層。由冰雹形成和增長的概念模型，上升氣流超過0℃層高度且持續(xù)時間足夠長，說明冰雹胚胎在過冷卻水累積區(qū)生長，冰雹則可以增長到很大的尺寸。

圖5 2013年3月23日14:40—15:43百色雷達探測降雹單體中氣旋最強切變高度Fig.5 The height of the strongest shear in the hail cell detected by Baise radar at 14:40 to 15:43 BT on 23 March 2013

2013年7月7日午后，一個伴有短時強降水和龍卷產(chǎn)生的超級單體風暴維持了一個持續(xù)較長時間的中氣旋，圖6是中氣旋最強切變高度演變圖。由圖6可見，強中氣旋的最強切變維持在0℃層距地高度一半左右，可以稱為低層中氣旋，可以排除降雹可能。在環(huán)境中邊界層相對濕度較高和 0～1 km垂直風切變較強時，如果低層中氣旋強度強、維持時間長，龍卷發(fā)生的可能則較大。

圖6 2013年7月7日15:16—16:59南京雷達探測的龍卷單體中氣旋最強切變高度Fig.6 The height of the strongest shear in the tornado cell detected by Nanjing radar at 15:16 to 16:59 BT on 7 J uly, 2013

2.2.3 中氣旋產(chǎn)品應用中需要注意的問題

1）注意剔除退速度模糊引起的虛假中氣旋。在中氣旋算法中，沒有去除風暴運動，因此對退模糊算法有很大的依賴性，不正確的退模糊算法會導致不正確的中氣旋識別。如圖7所示的2006年4月9日湖南永州的例子，由于退速度模糊的影響，圖中標識號為Do的深黃色圓圈（算法識別的中氣旋）是虛假的中氣旋。

2）目前算法中的大部分缺省參數(shù)來源于中氣旋方位切變算法開發(fā)使用的參數(shù)。由于資料集只有幾個風暴過程時間只有幾小時，且是20世紀70年代Oklahoma中部春季伴有強冰雹和龍卷的中氣旋參數(shù)。因此在我國使用時可以適當對缺省參數(shù)做修改。如對于我國臺風前部龍卷，可以適當調低缺省參數(shù)中的類型矢徑（TPV）值。

圖7 2006年4月9日湖南永州疊加中氣旋產(chǎn)品的徑向速度圖Fig.7 Radial velocity and mesocyclone product in Yongzhou, Hunan on 9 April 2006

2.3 中氣旋探測算法

中氣旋算法參數(shù)來源于中氣旋切變算法參數(shù)，是以Norman多普勒雷達觀測到的中氣旋資料集建立的。隨著美國多普勒雷達的布網(wǎng)，NSSL發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)產(chǎn)生了龍卷等強天氣的風暴尺度（2～10km）渦旋會被中氣旋算法漏報。因此，NSSL又設計開發(fā)出了一個新算法，稱為中氣旋探測算法［15］。根據(jù)算法過程，給出下列流程圖（圖8）。

圖8 中氣旋探測算法流程圖Fig.8 The flow chart of mesocyclone detection algorithm

與目前使用的中氣旋算法相比，中氣旋探測算法使用了中氣旋強度閾值來代替切變閾值；并使用多個不同距離的強度閾值，以識別更多的2D特征；增加了時間連續(xù)性測試，能夠跟蹤并預報中氣旋的移動路徑。圖形產(chǎn)品中增加了隨時間變化的最大切變高度顯示等特征（圖5、圖6是根據(jù)目前中氣旋文本產(chǎn)品的最大切變高度值和探空的0℃層高度做的，中氣旋探測算法的圖形產(chǎn)品則將會直接顯示隨時間變化的最大切變高度），這樣可以使預報員更快地判斷中氣旋的強度值和高度值，為相應強天氣預警提供寶貴的提前時間。

3 結語

中氣旋探測與強天氣預警密切相關。中氣旋的判據(jù)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，目前國內業(yè)務中最常使用的中氣旋判據(jù)是其中的第三階段，即使用與距雷達站距離有關的旋轉速度和厚度閾值。對沒有內置中氣旋算法的多普勒雷達，預報業(yè)務人員依據(jù)圖1來識別中氣旋及其強度，要注意其閾值不一定完全適用于國內中氣旋的實際狀況，因此需有更多的統(tǒng)計結果，才能由權威部門對圖1的閾值做修訂。此外，在雷達探測單仰角上旋轉速度滿足閾值后，還要確定所探測到的旋轉速度區(qū)是否滿足垂直伸展厚度大于3km的要求。對滿足垂直伸展厚度的真實中氣旋要立即發(fā)布強天氣警報。

中氣旋客觀算法的發(fā)展也經(jīng)歷了三個階段：中氣旋切變算法、中氣旋算法和中氣旋探測算法。對目前有中氣旋算法的CINRAD WSR-98D SA/SB多普勒雷達，對與強單體相伴隨的真實中氣旋要引起高度注意。由于目前我國多普勒雷達業(yè)務中使用的速度退模糊算法效果不夠顯著，因此對算法識別的中氣旋要人工剔除由退速度模糊算法引起的虛假中氣旋。同時要充分關注文本產(chǎn)品中切變值大小和高度。根據(jù)中氣旋文本產(chǎn)品中的最大2D切變高度與環(huán)境0℃層高度的比較，可以將中氣旋分成中層中氣旋和低層中氣旋，通常在環(huán)境邊界層相對濕度較高和 0～1km強垂直風切變時，如果低層中氣旋強度強、維持時間長，則要優(yōu)先發(fā)龍卷預警；對直徑較大的低層中氣旋，優(yōu)先發(fā)短時強降水預警；對中層強中氣旋，優(yōu)先發(fā)冰雹預警。

［1］ Brooks E M. T e tornado cyclone. Weatherwise， 1949， 2： 32-33.

［2］ Fujita T T. Analytical mesometeorology： a review. Meteor Monogr，1963， 5： 77-125.

［3］ 鄭媛媛， 朱紅芳， 方翔， 等. 強龍卷超級單體風暴特征分析與預警研究. 高原氣象， 2009， 28（3）： 617-625.

［4］ 蔣義芳， 吳海英， 沈樹勤， 等. 0808號臺風鳳凰前部龍卷的環(huán)境場和雷達回波分析. 氣象， 2009， 35（4）： 68-75.

［5］ 方翀，鄭媛媛. 新一代天氣雷達中氣旋產(chǎn)品特征值統(tǒng)計和個例分析.氣象， 2007， 33（11）： 16-20.

［6］ 馮晉勤， 湯達章， 俞小鼎， 等. 新一代天氣雷達中氣旋識別產(chǎn)品的統(tǒng)計分析. 氣象， 2010， 36（8）： 47-52.

［7］ Donaldson R J. Vortex signature recognition by a Doppler radar. J Appl Meteor， 1970， 9： 661-670.

［8］ Burgess D W. Single Doppler radar vortex recognition. Part I： Mesocyclone signatures. Preprints， 17th Conf on Radar Meteorology， Seattle， WA. Amer Meteor Soc， 1976.

［9］ JDOP Staff . Final report on the Joint Doppler Operational Project（JDOP）， 1979.

［10］ Forsyth D E， Burgess D W， Mooney L E， et al. DOPLIGHT 87 program summary. NOAA Tech. Memo. ERL NSSL-101. National Severe Storms Laboratory， Norman， OK， 1989.

［11］ Andra D L. The origin and evolution of the WSR-88 D mesocyclone recognition nomogram. Preprints， 28th Conf on Radar Meteorology， Austin， TX. Amer Meteor Soc， 1997.

［12］ Burgess D W， Wood V T， Brown R A. Mesocyclone evolution statistics. Preprints， 12th Conf on Severe Local Storms， San Antonio， TX. Amer Meteor Soc， 1982.

［13］ 周小剛， 王秀明， 俞小鼎， 等. 逾量旋轉動能在區(qū)分我國龍卷與非龍卷中氣旋中的應用. 高原氣象， 2012， 31（1）： 137-143.

［14］ Zrnic D S， Burgess D W， Hennington L D. Automatic detection of mesocyclonic shear with Doppler radar. J Atmos Oceanic Technol，1985， 2： 425-438.

［15］ Stumpf G J， Witt A， Mitchell E D W， et al. T e National Severe Storms Laboratory Mesocyclone Detection Algorithm for the WSR-88D. Wea Forecasting， 1998， 13： 304-326.

The Development and Application of Doppler Radar Mesocyclone Criterion and Algorithm

Fei Haiyan， Zhou Xiaogang， Wang Xiuming
（China Meteorological Administration Training Centre， Beijing 100081）

Since more than 90 % of the mesocyclones are accompanied by severe weather such as tornadoes， severe hails， strong winds etc.， it is a great signifi cance to identify the mesocyclones and apply to publishing the severe weather warning in real-time for more accurate. At present， only the CINRAD WSR-98D SA / SB in China has mesocyclone algorithm， which was developed by US National Severe Storms Laboratory， and mesocyclone products. While other types of Doppler radar have to recognize mesocyclone by using radial velocity maps artifi cially only. This paper reviews the evolution of the mesocyclone criterion for three stages in the operational application， and analyzes some issues in the third stage. Based on the development of the mesocyclone algorithm， this paper introduces the mesocyclone shear algorithm， mesocyclone algorithm and mesocyclone detection algorithm，and discusses the operational applications and the issues of products from the mesocyclone algorithm.

mesocyclone， criterion， algorithm， shear， detection

10.3969/j.issn.2095-1973.2016.05.003

2015年6月3日；

2015年9月11日

費海燕（1983—），Email： feihy2009@163.com

資助信息：國家自然科學基金項目（41475042）；江蘇省氣象科學研究所北極閣基金（BJG201305）