張 軍，謝文鋒

（民航中南空管局氣象中心，廣東 廣州 510000）

風(fēng)廓線雷達資料在臺風(fēng)“尤特”影響過程中的應(yīng)用

張 軍，謝文鋒

（民航中南空管局氣象中心，廣東 廣州 510000）

文章利用廣州白云機場的LQ-4型風(fēng)廓線雷達資料對1311號強臺風(fēng)“尤特”登陸華南的天氣過程進行總結(jié)分析。結(jié)果表明：機場上空的風(fēng)向隨著與臺風(fēng)相對位置的改變而變化，且風(fēng)向變化具有自高層向低層傳播的特征，機場的地面風(fēng)速隨著高空動量的下傳而增大。垂直速度的大小對應(yīng)了臺風(fēng)降水的強弱變化，大于35dB的信噪比則能夠指示降水的開始和結(jié)束，可以應(yīng)用到臺風(fēng)降水的監(jiān)測當(dāng)中。

風(fēng)廓線雷達；臺風(fēng)；垂直速度；信噪比

風(fēng)廓線雷達是一種利用大氣湍流對電磁波的散射作用來探測大氣風(fēng)場的遙感設(shè)備，通過發(fā)射一定頻率的電磁能量脈沖，當(dāng)脈沖遇到折射率不均勻的大氣時發(fā)生散射，其中一部分能量經(jīng)后向散射返回雷達，風(fēng)廓線雷達通過探測后向散射回波的頻率獲得徑向速度，通過多射向的速度測量便可估測出大氣的風(fēng)場信息。華南地區(qū)每年的七八月份常受到登陸臺風(fēng)的侵襲，臺風(fēng)引起的長時間、大范圍的大風(fēng)和強降水天氣對航空飛行安全和航班的正常造成很大影響。文章通過分析臺風(fēng)“尤特”登陸前后的風(fēng)廓線雷達資料特征，希望為臺風(fēng)天氣過程中風(fēng)廓線雷達資料的應(yīng)用提供參考。

1 臺風(fēng)“尤特”天氣過程概況

2013年第11號臺風(fēng)“尤特”于北京時間8月9日02時在西北太平洋生成，進而在副高西南側(cè)的東南氣流引導(dǎo)下往西北方向移動，10日02時加強為熱帶風(fēng)暴，10日14時加強為臺風(fēng)，11日11時增強為強臺風(fēng)，于11日17時增強為超強臺風(fēng)，中心最低氣壓達到了925hpa，并于14日15時50分在廣東省陽江市陽西縣登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)速42m/s，中心最低氣壓955百帕，達到了強臺風(fēng)的級別。登陸后以10～15km/h的速度向偏北方向移動，于8月16日02時在廣西東北部減弱后停止編號。臺風(fēng)登陸過程造成了華南地區(qū)大范圍的大風(fēng)和強降水天氣

2 “尤特”影響過程中的風(fēng)廓線雷達資料特征

廣州白云機場引進的LQ4型風(fēng)廓線雷達，最大探測高度可達8000m，垂直分辨率為100m，每10min探測一次數(shù)據(jù)。

（1）風(fēng)場垂直分布的變化特征。大風(fēng)是臺風(fēng)登陸過程中帶來的主要災(zāi)害之一，通常在水平方向上可以把臺風(fēng)分為臺風(fēng)眼區(qū)、云墻區(qū)和外圍螺旋云區(qū)，相對于臺風(fēng)的位置不同則對應(yīng)有不同的風(fēng)場特征。圖1是8月13日00時至17日00時白云機場風(fēng)場垂直分布隨時間的變化。在臺風(fēng)登陸之前，受外圍環(huán)流影響，13日12時白云機場處于臺風(fēng)的北側(cè)以偏東氣流為主，隨著臺風(fēng)向西北方向移動，從14日12時到15日00時各層逐漸轉(zhuǎn)為東南風(fēng)場控制，此時機場位于臺風(fēng)外圍東北側(cè)。隨著臺風(fēng)轉(zhuǎn)向偏北方向移動，到了15日12時機場處于臺風(fēng)東南側(cè)時，從高層到低層逐漸轉(zhuǎn)為西南氣流。從風(fēng)廓線圖中可以清晰地看出機場上空的風(fēng)向變化，并且風(fēng)向變化具有從高層開始向低層傳播的特征。

從風(fēng)速上看，隨著臺風(fēng)的靠近，自13日12時開始機場上空的風(fēng)速迅速增大，最大風(fēng)速超過20m/s，風(fēng)速大值區(qū)主要位于500m～4500m高度上，15日12時后隨著臺風(fēng)的強度減弱和遠(yuǎn)離，風(fēng)速顯著減小。從13日12時到15日00時，風(fēng)速有一個明顯的自高層向低層下傳的過程。對比白云機場觀測的實況地面風(fēng)速可知，這個階段地面風(fēng)速也有一個增大的過程。高時空分辨率的風(fēng)廓線雷達資料對于抓住風(fēng)場的變化細(xì)節(jié)和垂直結(jié)構(gòu)有很好的參考價值。

圖1 8月13日00時至17日00時風(fēng)場垂直廓線的時間序列圖，單位:m/s

（2）垂直速度與降水的關(guān)系特征。研究指出，在有降水的情況下，風(fēng)廓線雷達探測到小于-4m/s的垂直速度反映了降水的基本特征，強下沉氣流的接地意味著降水的開始。圖2是“尤特”登陸前后探測到的垂直速度隨時間的變化，強的下沉氣流出現(xiàn)在15日的上午和傍晚，以及16日的上午，對比白云機場的實況報文發(fā)現(xiàn)這與本場出現(xiàn)中陣雨和雷雨的時間對應(yīng)很好，這些時段最大下沉速度超過了-8m/s。此外14日白天機場也出現(xiàn)了較長時間的小到中雨天氣，可見風(fēng)廓線雷達探測的垂直速度大小反映了機場降水的強弱和變化，可以很好地應(yīng)用到降水的監(jiān)測和分析研究中。

圖2 8月13日00時至17日00時垂直速度分布的時間序列圖，單位：m/s

（3）信噪比與降水的關(guān)系特征。信噪比指的是雷達返回信號中氣象信號與噪聲信號之比，反映的是回波功率，信噪比越大對應(yīng)回波功率越強。15日00時至16日00

時機場出現(xiàn)了長時間的降雨天氣，實況報文顯示15日的降水從00時開始，2時30分前后出現(xiàn)短暫停歇，03時又開始一直持續(xù)到17時停止，23時后降雨又重新開始。圖3選取的是這一時間段的信噪比垂直分布的變化，可以明顯地看到信噪比的強弱與降水有非常好的對應(yīng)關(guān)系，降水停止后信噪比顯著減小，而有降水時低層的信噪比都超過了35dB，返回的信號非常強烈。因而信噪比在指示降水的開始和結(jié)束方面也有很好的參考價值。

圖3 8月15日00時至16日00時信噪比隨時間的變化，單位：dB

3 結(jié)語

高時空分辨率的風(fēng)廓線雷達探測資料有利于抓住風(fēng)場的變化細(xì)節(jié)和垂直結(jié)構(gòu)，能有效彌補常規(guī)高空風(fēng)場探測中時空分辨率的不足。垂直速度的大小對應(yīng)了臺風(fēng)降水的強弱變化，而信噪比則能夠指示降水的開始和結(jié)束，可以應(yīng)用到臺風(fēng)降水的監(jiān)測當(dāng)中，風(fēng)廓線雷達的使用有助于提高災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警能力。

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張軍（1989-），男，江蘇靖江人，大學(xué)本科，助理工程師，主要研究方向：大氣科學(xué)。