多普勒天气雷达风场资料的分析和应用

多普勒天气雷达风场资料分析与应用，2011年8月3日，多普勒天气雷达的优势是什么？ 基本反射率径向速度可以通过相邻脉冲相对相位变化来确定，估计降水粒子的运动信息，了解风场结构频谱宽度可以用于验证库内速度偏差程度的尺度，其中，频谱宽度数据可以用于验证径向速度数据的可靠性。 频谱宽度值高表明速度不代表性，其原因可能是湍流或强切变区。 带来高谱幅值的气象条件是雷击、风暴、湍流、边界(前线等)等现象。 基本反射率与基本速度的关系：回波强度分析可以知道回波强度的性质，可以判断降水的性质。 通过回波径向速度分析，了解了大气流场和气流垂直速度分布的特点，了解了气象系统的特点。 两者的综合分析都了解回声的移动和演化规律，大大加强了各种气象系统，特别是对流气象系统的识别和预警能力。 基本速度场对许多气象系统有良好的指示意义，两者可以简单理解为因果关系。 速度场分布特征1 .暴雨型速度场低层负速度面积大于正速度的面积(辐射)零速度线与“s”型相反“s”型分布(冷温平流)“牛眼”(急流、风速随高度先增加后减少)风向变化(风切变)右图为2004年4月7日湖南暴雨过程中，“牛眼”维持在8h， 长沙站8h累积降水量达到147mm，速度场分布特征低空急流和冷锋也常常不变整体风向，风速上升后冷锋上的暖湿气流汇合有利于形成强降水，低空急流的存在有利于减慢冷锋的移动速度，维持降水，a、b、c、d、冷锋、 长沙雷达站2002年5月13日15时59分的雷达回波图(a .基本反射率图(0.5) b、c、d分别为0.5、2.4、4.3的基本速度图)、低空急流(速度模糊)、速度场分布特征(续)、2 .强对流天气型大风区型概念(100km范围内1.5km高度以下， 径向速度超过13m/s的速度场分布)大风区越接近地面，径向速度值越大的地面灾害越大风区在入云体和作为流出云体的云体通过的地方出现雷雨风的右图为2006年6月25日8:22h，大风区位于回波带的后方，作为进入云体(云体发展)，位于机场地面的17m/引起s的雷雨风，速度场分布的特征(续)，2 .强对流气象型(续)逆风区型的概念风向急剧变化的强风挡和辐射云团进入逆风区域，进一步发展成逆风高度区域，强垂直风挡右图为2006年5月8日的逆风区域型，弓形回波强雷雨带出现在逆风区域、旋风分离器、反旋风分离器、速度场分布特征(续)、2 .强对流天气型(续)中旋风分离器型或旋风分离器型辐射型概念(核区径10km以下； 转速符合多普勒天气雷达原理与业务应用的“中旋风识别转速标准”(我国沿用美国气象局标准：距雷达50KM，对应强、中、弱中旋风的平均转速分别为22M/S、16M/S、12M/S )。 垂直拉伸厚度保持在暴风雨垂直尺度的三分之一以上的两个个体的扫射以上)中旋风的出现，预示强天气的发生，强中旋风往往与冰雹和龙卷风等强对流天气相关联。速度场分布特征(续)，右图为2004年4月23日04:37UTC，长沙市出现冰雹过程持续10分钟以上，地面出现19m/s大风(相关数据显示中旋风出现515分钟后出现强对流天气)，2006年4月11日21:13雷达机场出现强雷雨平均转速15M/S的核区直径超过10KM，旋风式辐射、旋风式辐射、单速场分布特征(续)，2 .强对流气象型(续)近地层辐射型概念(近地层辐射型在50km范围内，0.5的速度图，径向排列不远正负速度中心(10KM )速度偶数、 旋风式辐射)辐射区越接近地面越发生下击暴流，成为地面大风的可能性较高的右图05年5月4日13:29UTC，0.5的速度图为旋风式的放射速度偶，机场出现强雷雨，出现19m/s的大风。 双风廓线的特征是，对于大范围的暴雨，气流从低到高顺时针旋转，6km以下的气流旋转角度90。 风廓线图中出现“ND”的现象较少，风向比较规律(右图2002年7月1日长沙暴雨过程)，中小尺度对流系统从低到高强顺时针旋转，6km以下气流旋转角度90，常出现宽“ND”现象，且“ND”现象高度变化明显。 中低层有强烈的暖流，空中有强烈的垂直风。 右上图为2006年8月5日0808-0910的轮廓图，0821以后出现雷雨，右下图7日0514-0615UTC的垂直轮廓图、切变线、三风场反演资料特征，预报精确化3点：定时、 定量和定点.比较真实地反映了假设在均匀风场下用VAD法反演的大气当时的情况，利用风场反演资料监测中小尺度的演变，弥补常规资料的不足，三风场反演资料的特征，右图为2008年1月冰雪天气过程中， 1月28日08:39在株洲南40km高约1500m(850hPa高)形成明显的中尺度变化线向北提升，直至12:43大致向北提升至株洲-湘潭上空，然后稳定维持约7h减弱南压，直至20:04变化线消失，机场的2月1日09:47株洲南40km也形成中尺度转换线，上升至20:48北至株洲-湘潭附近，保持约4h稳定，直至2月2日00:14转换线南压，机场降雪减弱停止，应用风场资料的几个要点，速度场对多强对流天气辐射因子与其他推导产品也必须结合的综合分析才能做出正确判断：回波形状：带状、线状、阵风锋、块状(指状)、弓形或飑线、“v”形或钩状、回波强度：长沙地区产生强对流天气的回波强度一般在45dBz以上， 70dBz以上较少(容易发生冰雹或龙卷风)，低于45dBz的回波一般发生阵雨回波移动速度：强对流气象速度50km/h，超单体速度70km/h，大范围降水速度在20-50km/h之间，冰雹云为悬垂回波、回波壁、有界弱回波钩回波也可以观测到“三体散射”和旁瓣回波现象，垂直累积液态水分含量高(冰雹天气VIL一般为50kg/m2以上)冰雹天气过程VIL值有跳跃生长过程，冷式强飑线和马赛克超级单体引起强对流风，实况：前后龙桂林四站出现17m/s以上雷雨风天气，灌阳出现龙卷，荔枝县四乡镇出现大冰雹。 桂林本局大风风速17时01分达到19m/s，阵风8级，伴有强雷击和强降水，1小时雨量达到26mm。 飑线来了，桂林的气温从34.4下降到22，相对湿度从45%急剧上升到100%。 强对流天气给桂林市航空、公路、供电、商业、建筑和农业等部门带来了巨大损失。 5月5日的1.5仰角反射率随着时间的推移，强对流天气和风廓线，2005年8月14日22点，桂林出现强雷击，全市损失严重，桂林局本站损坏了两台开关。雷击过程的23小时前必定存在双重干旱区，雷击天气基本上是在双重干旱区被破坏消失后出现的，可以为强雷击天气预报提供信息，可以合计10KM高度作为接近预报的指标。 2004年7月21日19时，桂林副高底部的大风对流风随高度顺时针明显由超单体风暴引起，3KM (入