局地强风暴PPT演示课件

局地强风暴,第五组：陈益祥叶晓钦方英杰张许波,1,汇报的主要内容,1、局地强风暴系统的主要特征2、局地强风暴系统观探测3、目前对于局地强风暴的研究进展,2,3,4,中尺度对流系统（MCS）:中尺度对流系统是指水平尺度几十千米到几百千米左右的具有旺盛对流运动的天气系统，它们的空间尺度和时间尺度有较宽广的谱，在这种系统内侧经常出现强烈对流天气如强雷暴、大风、暴雨、冰雹等。局地对流系统分为三种基本类型：普通单体雷暴，多单体风暴，以及超级单体风暴。其中后两项又称为局地强风暴。多单体风暴:由多个处于不同发展阶段的对流单体所组成的大雷暴集合体，这些单体在风暴内横向排成一列，因此一个重要特征是对流活动连续不断，其持续时间远远超过了单体的生命史。超级单体风暴：具有特殊结构的单体强雷暴，水平尺度可达几十公里，维持时间可达几个小时，常伴有恶劣天气！,5,6,局地强风暴系统的主要特征,局地强风暴：是指在强垂直风切边环境中发展起来的强大对流系统，它常常造成强风、冰雹、暴雨和龙卷等强烈对流天气。局地强风暴是在特定的大气坏境中发展起来的强大对流系统，环境场的重要特征是强位势不稳定和强垂直风切变，在这种环境中，对流获得充分发展，并进行组织化，形成庞大而高耸的积雨云体，并可准稳定的维持较长时间，从而构成对人类活动的威胁,7,8,雷暴单体,雷暴单体发展过程可分为三个阶段：积云阶段，云中没有降水和下沉气流出现；成熟阶段，有降水和下沉气流出现；消亡阶段，云中以下沉运动为主、上升减弱。,9,普通单体雷暴,雷暴的动力结构是一些单体。大多数雷暴是由短生命史的对流单体组成，称为普通单体，可由雷达的强降水区或局地强反射率区加以识别。,10,局地强风暴系统的主要特征,强风暴是在具有较大的风垂直切变的环境流场中发展起来的云中上升气流、下沉气流呈有组织的分布状态(组织化气流)强风暴的移动方向偏向平均风的右侧（右移风暴）常伴有强风、冰雹、暴雨和龙卷等恶劣天气,11,风暴云前部出现较大范围的强烈上升气流，后部出现有序的强烈的下沉气流，上升与下沉气流不互相干扰，使得风暴云的成熟期维持较长时间，范围可大中尺度的组织形式。,倾斜的上升气流能使雨滴雹滴在主要上升区以外降落，不至因云中降落物的拖带作用而减弱上升气流；拖曳和蒸发冷却加强云中湿下沉气流云后部呈倾斜状的强烈冷空气冲击前部的暖湿空气，使对流更猛烈（上升速度可达2030米/秒）使对流更持久（短生命的普通雷暴演变为长生命的强雷暴）这种倾斜对流还可以将基本气流、环境气流的动能转化为扰动动能，加强对流的剧烈程度。提供了很大的对流不稳定能量；使云后部下沉空气因蒸发吸热而变得更冷，在云体后部成湿下沉气流，增温小，下沉更快，在一定条件下，甚至会出现“下击暴流”。,超级单体风暴,12,超级单体风暴,超级单体风暴是个具有单一实体的特大垂直环流的巨大强风暴系统。更强、更持久，能带来强烈的灾害性天气。水平尺度可达4050km云中气流结构雷达回波特征钩状回波：出现在风暴云前进方向的右侧穹窿：钩状回波附近的无（弱）回波区称为穹窿。对应上升气流。,云中气流结构,有两支非常重要的气流从不同高度流入（1）一支是由低层右前方流入的上升气流，在高层按反时针旋转270度流向前方成为云砧。（2）另一支是在中层雷暴云后方进入云内下沉，从左后方流出风暴云，这是一支干冷气流。,13,超级单体风暴的X波段多普勒雷达回波特征,穹窿：钩状回波附近的无（弱）回波区称为穹窿。钩状雷达回波-出现在风暴云前进方向的右侧,雷达回波及多普勒速度图象能够在以下几个方面为强雷暴的判断提供分析线索：最大回波区；回波的高度及分布形状；速度场中的特殊结构。,14,平显：呈现出一个形似椭圆的单细胞状结构，典型的水平尺度为20至30千米长，12至15千米宽；在风暴移向的右侧，有一个有界弱回波区（BWER），在中层BWER呈圆洞形或准圆形，其水平尺度为5至10千米，在低空有钩状回波出现。,雷达反射率因子,多普勒速度图,15,高显：BWER可以伸展到整个风暴一半到三分之二的厚度，称为弱回波“穹窿”。弱回波穹窿后部的强回波柱是强下沉气流所在处，夹杂着大冰雹的降水就发生在这里，在弱回波区与强回波柱之间的大反射率梯度区称为回波墙。在弱回波区的上方向下游伸展的强回波区称为前悬回波，即风暴云的砧部。,16,17,一次超级单体强冰雹过程的雷达回波显示图,18,多单体风暴的雷达回波图,19,单体n+1是初生阶段；n是发展阶段：n-1是成熟阶段：雷达反射率达到最大值，有活跃的上升气流；n-2是衰亡阶段：各层都有下沉运动。各单体发展所需的时间约为15分钟左右。,20,局地强风暴中的雷电监测,雷电探测是指利用闪电辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电放电参数(时间、位置、强度、极性、电荷、能量等)。1、磁方向闪电定位系统(MDF)2、时差闪电定位系统(TOA)3、时差测向混合闪电定位系统(IMPACT)4、甚高频干涉法测定闪电位置,21,高度、层距地面的高度与冰雹直径之间关系的实测数据散点图（由提供，引自文献俞小鼎新一代天气雷达业务应用论文集北京：气象出版社，,22,2007年8月l几京津冀地区四部新一代天气雷达(北京、天津、石家庄S波段和张北C波段)组合反射率因子拼图,23,局地强风暴研究现状,1、风暴尺度的数值预报2、对流初生预报技术3、雷达和卫星资料的同化4、全球变暖的气候条件下，全球对流活动的变化5、环境气象场信息和雷达信息集合显示技术摘自参加美国气象学会第24届局地强风暴天气研讨会总结,24,小组阅读文献,1、陈明轩，王迎春，肖现，等2012基于雷达资料四维变分同化和三维云模式对一次超级单体风暴发展维持热动力机制的模拟分析【J】大气科学2、陈晓燕，付琼，岑启林，张辉。黔西南州一次分裂型超级单体风暴环境条件和回波结构分析。3、冯桂力。雷电