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713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标

2018-09-22张宇

科技风 2018年27期
关键词:形态强度

张宇

摘 要:利用2015-2016年积累的713数字化雷达回波资料进行统计研究分析,据此提出判别对流性强降水和冰雹云的指标。

关键词:回波;形态;强度

乌拉特中旗713天气雷达安装在西山电视台上,乌拉特中旗气象局(国家基准站)位于其东面,直线距离10km。在713雷达探测有效范围内,选取2015-2016先后出现的较强降水天气过程(11)和冰雹天气过程(14)进行对比统计分析发现,强降水过程与冰雹在回波高度、强回波高度、强回波强度及形态方面有一定区别。

1 回波高度H 回

实验证明,冰雹云必须发展到能使个别大水滴冻结的高度,一般认为温度达-12~-16℃,当H 回达到或超过这个温度所对应的高度时,才能形成冰雹。因此,H 回可以做为判别冰雹回波的指标,一般H 回越高,降雹可能性越大。统计乌拉特中旗探空资料发现,当气压达到400百帕以上时,高空温度一般在-12~-16℃以下,对应探空高度为7公里以上;结合713雷达资料统计发现,当H回<7公里时,无冰雹和强降水产生,7-13公里时,有强降水但无冰雹产生,当H回在13-16公里时,强降水概率达10/ 11=90.9%,易出现降雹天气,当H回>16公里时,降雹概率达12/14=85.7%。

2 强回波高度

H强反映了云内较大的降水粒子被上升气流系带上升所达高度,是云内上升气流强度的一种指标,也常用于判断冰雹回波。713数字化雷达RHI 图可以直接显示回波各级强度(间隔5dBz)高度值。统计分析发现,当回波强度在45 dBz以上时,回波高度具有一定表征意义,这里将回波值≥45dBz以上的回波称为强回波。当Z =45dBz时,强降水强回波最大顶高≤9km,冰雹强回波最小顶高≥ 11km;当Z =50dBz时,强降水强回波最大顶高≤8.8km,冰雹强回波最小顶高≥ 10km;当Z =55dBz时,强降水强回波最大顶高≤7.1km,冰雹强回波最小顶高≥ 9.5km;当Z =60dBz时,强降水强回波最大顶高≤6.5km,冰雹强回波最小顶高≥ 8.1km。

3 回波形态特征

冰雹云的雷达回波,常出现一些形态独特,具先兆性的回波特征,统计结果显示主要有以下几种:中高位强回波区,简称强回波核(≥65dBZ)、前悬回波,回波柱上大下小;V形、鉤状、人字形等。前三种由RHI显示,后三种由PPI显示。其中强回波核的出现最具特征性,它在冰雹云的发展过程中常伴随着云体的跃增,表明了它是冰雹云发展到一定阶段时的产物,而这一产物也正是由于云体中上具有较高的含水量或大量的冰雹颗粒的缘故。前悬回波,这是由于前悬回波中含有较高的含水量或大量雹胚、小冰雹,因而具有较大的回波强度。

回波柱上大下小,说明云体中上具有较多的含水量,故呈现回波柱上大下小现象。

其次是钩状、V形、人字形回波特征等。后二种特征一般在PPI显示器上见到,它出现的机率不是很大,但是成雹的机率却很大。

4 总结

4.1 回波高度指标

当回波顶高在13-16公里时,强降水发生概率偏大。当回波顶高大于16公里时,冰雹发生概率较大。

4.2 强回波高度指标

当回波强度在45-60dBz时,强回波高度对于强降水和冰雹云具有较强指示意义,可以作为判断强降水和冰雹云的重要指标,具体见下表:

4.3 形态特征判别指标

(1)RHI上显示云体中出现强度≥45dBZ的强核区或云体中上部出现前悬;云柱上大下小等易出现冰雹天气。(2)PPI显示云体呈V形、钩状、人字形回波时易出现冰雹天气。

以上判据在具体实施过程中,应结合当天高空形式(蒙古冷涡或东北冷涡扰动)及本地地形情况(水库、山)综合分析研判。

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