劉玉潔+王鐵巖

摘要：利用白城市多普勒天氣雷達探測的回波強度資料，分析了白城地區(qū)層狀云、積層混合云、對流云、降雪云的回波特征，并討論了徑向速度場代表的環(huán)流特征，為進一步發(fā)揮天氣雷達在防災減災中的作用奠定基礎。

關鍵詞：雷達強度；徑向速度

中圖分類號： P458.121.1 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.06.057

測雨雷達問世以來，估測降水一直是其主要目標。20世紀80年代以來，我國氣象工作者在對雷達深入研究的基礎上開發(fā)出雷達新產(chǎn)品，建立自動識別系統(tǒng)。與此同時，新一代天氣雷達網(wǎng)絡系統(tǒng)也建立起來，并快速提高分布密度，雷達在暴雨監(jiān)測預警中的作用進一步發(fā)揮出來。湯達章等對雷達跟蹤回波運動方法進行了研究，這項研究為白城市開展新一代雷達定量估測降水提供了參考。

白城市氣象局2003年8月布設了一部多普勒天氣雷達，自投入運行以來，為白城市防災減災做出突出貢獻。本文利用白城市多普勒天氣雷達探測的回波強度和徑向速度資料，分析了白城地區(qū)層狀云、積層混合云、對流云、降雪云的回波特征，并討論了徑向速度場代表的環(huán)流特征，為進一步發(fā)揮天氣雷達在防災減災中的作用奠定基礎。

1資料和方法

白城市新一帶天氣雷達業(yè)務運行中采用VOL降水模式2進行體掃，探測距離150公里，做0.6～19.8度10個仰角層的掃描。在試驗過程中獲得一個基數(shù)大概需要6分鐘左右，生成雷達數(shù)據(jù)需要4分鐘左右。本文在分析2005年到2015年雷達回波強度的基礎上分析白城不同區(qū)域在不同時期降水量的雷達回波特征。

2 層狀云降水雷達回波特征

層狀云降水回波的特點是面積大、范圍廣、回波強度分布比較均勻。在PPI 強度圖上可以清楚看到層狀云降水回波的這些特點：范圍一般比較大，回波邊緣的輪廓不大清楚，但結構比較均勻，成片或分片呈彌散狀分布，回波中有時存在著一些大的片狀或絲條狀結構，但沒有明顯塊狀結構。在RHI圖上，可以發(fā)現(xiàn)層狀云降水回波的結構均勻且有序，其頂部偶爾有相對比較平整的起伏區(qū)域，這些區(qū)域沒有明顯的泡體，而且水平尺度要大于垂直尺度。層狀云降水回波頂一般發(fā)展得不高，約4公里左右，但不同季節(jié)高度不同。

層狀云降水回波的移動和變化一般比較緩慢，這是由于造成層狀云降水的天氣系統(tǒng)的演變比較緩慢，以及由于這類回波比較弱，范圍較大，邊緣不易確定，使得雷達觀測中往往會把回波區(qū)的移動速度估計偏低，尤其是在降水影響到測站后更容易如此。

3 積層混合云降水回波特征

白城地區(qū)的降水特點是春季、夏季和秋季比較多，而且降水以混合降水為主。在雷達顯示的回波圖中可以看到明顯的塊狀或絮狀結構積狀云的回波。隨著對流活動的增加，層狀降水回波的特征愈來愈弱，而積狀云降水回波愈來愈明顯，回波的絮狀結構也就由層狀云為主的片絮狀變化成以積狀云為主的塊絮狀。從雷達圖上可以看出回波邊緣沒有明顯界限，而且支離破碎，回波中可顯示結實的團塊。當強度達到40dBZ以上時回波團塊整齊排列可形成一條短帶。而積層混合云降水回波的天氣特點是降水范圍大，降水持續(xù)時間長，累積雨量大，往往造成大面積的強降水，白城市出現(xiàn)的大范圍的大雨或暴雨和連陰雨往往是這類回波造成的。當降水加強時，回波的結構由片絮狀向塊絮狀轉化。“0℃層亮帶”變得不清晰。反之，降水減弱時回波從塊絮狀變化成片絮狀。

4 對流性降水回波特征

對流性降水回波的特征在PPI 強度圖上會有明確顯示，一般表現(xiàn)為多個獨立的由分散單體所組成的小塊回波。這些回波似連未連，隨著天氣變化排成不同形狀，有的成條狀、有的成帶狀，但無論是什么形狀，回波單體都緊密相連，強度很大。隨著天氣變化，對流回波可呈孤立分散狀或有規(guī)律的形狀，如帶狀、條狀、旋渦狀等。在PPI 徑向速度圖上，由于對流性降水回波單體分散，水平尺度較小，因此從圖上看到的速度分布也比較零散。在非常小的單體中只可看到正速度或負速度，只有在較大單體中才能看到以正速度或負速度為中心的回波線。但是對流降水回波數(shù)據(jù)圖上的零速度線是很小很短的，只有在較強的對流云天氣下，才會看到多條分布不規(guī)則的零速度線。當發(fā)現(xiàn)有零速度線閉合時，就顯示是一個逆風區(qū)，逆風區(qū)的附近會有強回波出現(xiàn)?？傮w來說，對流云回波速度場上通常有以下幾點共同特征：每一個對流單體都能完成獨立完整的包括上升氣流和高空低空輻合輻散在內的垂直循環(huán)系統(tǒng)。每一個單體對流的產(chǎn)生和發(fā)展都與環(huán)境有密切關系，部分強對流天氣具有明顯的中氣旋結構。

5 雪的回波特征

雪一般都是在冬季，那么在PPI上顯示的雪的回波強度跟層狀云連續(xù)性降水回波是很相似的。主要特征是：回波面積分布廣泛，回波持續(xù)時間長，回波垂直厚度比較小，回波呈絲縷狀，回波強度弱且分布均勻，一般為10dBZ 左右。在 RHI 上顯示出的雪的回波是云的高度較低，頂部比較平坦。徑向速度圖的分布與層狀云連續(xù)性降水回波速度分布也類似，有明顯的零速度線，常常是正、負速度區(qū)域平分秋色，有對稱的正、負速度中心，但值很小。

6結語

本文總結了白城市不同降水云與降雪云的雷達回波強度場和速度場特點，并且分析了雷達回波徑向速度場的環(huán)流特征，通過此項研究，在實際業(yè)務中結合天氣實況，利用高低空多普勒徑向風場分布情況，能更好預示天氣系統(tǒng)的演變，為提高短時預報準確率提供參考依據(jù)。

參考文獻

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