虎琳春 冯德花

摘 要：为避免或者减轻由于强对流天气问题造成机场的经济损失，借助于气象雷达产品，对天气系统进行有效实时监控，并预测强对流天气发生发展过程以及可能会达到的强度，为天气预报的准确时效提供坚实基础。

关键词：气象雷达产品；机场；强对流天气预报；应用

随着近年来航空业快速发展，航空运输已经成为重要运输模式。而强对流天气对于航班正常运行有着极大影响。尤其夏季，频繁雷暴天气会导致进出港航班大面积延误，造成航空部门重要经济损失。另外，旅客滞留机场，易引发情绪激动等各种矛盾。因此，对于强对流天气预报提出了更高更精准要求。为避免或减轻由于强对流天气问题造成机场经济损失，借助气象雷达产品，对天气系统进行有效实时的监控，并预测强对流天气的发生发展过程及可能会达到的强度，给天气预报准确时效提供坚实基础。

1 气象雷达产品在强对流天气预报中的应用

文山机场所在区域文山州，地处云贵高原东南缘，南部距海洋较近，西北为青藏高原，海拔落差较大，受地理位置和环境影响，文山机场呈现出冬无严寒、夏无酷暑的气候，降水集中于5-8月，常出现阵性降水，年平均雷暴日数达70d以上，极易引发强对流天气。由于文山机场位于山顶，四周空旷，遇强对流天气遭受大风、冰雹、雷电袭击，会严重影响航班正常运行，损坏机场设施设备等，因此必须加强航班期间强对流天气监测预报。2008年12月底由文山州氣象局承建的文山机场多普勒气象雷达终端引接文山州气象局多普勒气象雷达终端，安装调试完成，并于2009年1月1日投入试运行，经过近4个月的运行观察，气象雷达终端工作状态良好，产品接收顺畅。气象雷达终端为文山机场气象、管制人员增加了一双“电子眼”，雷达产品为保障飞机飞行安全提供了有力的技术措施，全面提高了机场空管保障能力。气象雷达可以对天气系统进行有效监测，及时有效探测到可能会发生的天气现象，并实时有效跟踪其发展态势，给机场天气预报预警提供可靠有效资料。

1.1 气象雷达产品对冰雹天气的特征分析

气象雷达通过反射率产品对降水回波结构特征和降水强度探测，并跟踪雨季的移动方向以及降水强度所发生变化和未来发展趋势等。气象雷达可以发现中、小尺度天气的辐射，并对其发展规律和特点进行探测分析。冰雹云回波通常表现为当反射因子大于55dbz时，说明对流云比较强大，且冰雹累积到一定程度。这是由于强冰雹能够形成三体散射的态势，气象雷达产品探测到三体散射时，便可认为会有冰雹天气出现。

1.2 对阵风锋监测

强降水作用造成强下沉气流抵达地面，从而在云体外测形成阵风锋，由阵风锋卷起尘埃和尘土造成窄带阵风锋回波，使雷暴云母体高速移动，而气象雷达高灵敏性可以起到对阵风锋很好监测。

1.3 对暴雨天气监测

区域性的暴雨在反射率因子场上会有大范围的强回波区。而中、小尺度的系统运动，主要体现出有组织的强回波带、回波团，回波顶非常的不平整。径向速度场还能分辨出或高或低的气流，符合大范围的气流。强水区和径向速度场上的逆风区对应关系非常好，因此可以根据逆风区的大小或者强度来判断强降水的落区。在遭遇暴雨天气的预报过程中，要对逆风区状态和方向进行关注，配合相应的反射率因子场和累积雨量产品来进行综合性的分析研究。

2 雷达产品在本场一次强对流天气演变中的预报分析

2012年8月12日，文山州遭受大面积冰雹灾害，分析当日午后雷达回波发展演变特征，雷达观测范围内出现多个强对流单体，由对流单体发展成为超级单体，雷达回波中心支达到55～62dBz，强度较大，垂直剖面RCS上，强对流单体表现出弱回波区及悬垂回波，同时≥50dBz强回波垂直伸展高度不低于8km（图1）。强对流天气中，低层通常存在着风速及风向的辐合，或出现了气旋式辐合，12日午后，机场上空速度场北侧呈现负的速度区，南部则是正的速度区，并且局部内还出现了许多小范围的逆风区（图2），强对流回波处于逆风区和辐合线一带，逆风区进而造成水平辐合辐散出现强弱不同分布情况，形成中尺度垂直环流，云体得到进一步发展；雷达回波速度场上，超级单体对应逆风区或辐合线，说明强对流天气出现与逆风区及风辐合相关。可见，当强对流回波强度、强回波垂直伸展高度突然增加时，要及时发布强对流天气预警信息。

垂直液态水含量也是判断冰雹、暴雨等强对流天气的雷达产品，可以反映出降水云体中液态含水量的分布情况。12日午后，不断有水汽回波生消，文山机场处于强水汽回波影响范围内，水汽回波中心值达到25kg/m2。随后强水汽回波不断增长，最大达40kg/m2，这期间出现了大风冰雹天气。

3 气象雷达产品在文山机场强对流天气预报的重要性

①强对流天气对于文山机场航班运行的安全性有着重大的影响。天气预报是航空决策重要依据。在飞行区域内，强对流天气如果处理不当，很容易造成飞行事故。通过气象雷达产品投入到天气预报中使用，使天气预报工作准确率得到极大提高，为保证航空运输安全，避免和降低由于天气情况带来经济损失提供强有力保障。

②气象雷达产品可以利用降水回波频率和发射频率之间变化信息来推断风场结构特征。当波源和观测者作相对运动时，观测者所收到的频率和波源频率不同，其频率变化量和相对运动速度相关。气象雷达产品通过对回波信号位相变化幅度分析和梳理，得到目标物径向速度，判断实际风场分布。

③如果没有显著垂直运动，晴空和大面积降水回波代表环境风场径向分量分布，从而可以分析出真实环境风场。风速随高度变化而风向不变，雷达图像中零速度线是通过平直线组成，其它非零径向速度的分布，实际反映风速随高度变化情况。当风速随高度不变而风向变化，雷中图像中，风速为非零常数，在雷达中心邻近区域各个方向上均有不同值径向速度。

④根据强对流结构特征，除具有气旋性旋转活动外，在不同发展阶段，不同高度层上会出现中、小尺度辐合辐散运动，在气象雷达图像中表现特征是：

其一，中尺度气旋正负速度中心呈径向方位对称，其间有零速度带，负中心和负区在零速度带左侧，正中心和正速度区在右侧。中尺度反气旋则是负中心和负速度区在右側，正中心和正区在左侧，与中气旋刚好相反。

其二，对轴对称的辐合气流，正负速度中心呈径向对称，其间有一条零速度带，负中心和负区在零速度带远距离一侧，正中心和正速度区在近距离一侧。而对辐射散气流，则正负速度中心、正负速度区的位置恰好和辐合气流相反，其它特征不变，即负中心和负区在零速度带的距离一侧，正中心和正速度区在远距离一侧。两中心连线的中点，与流场中心接近。

其三，均匀环境风场对正负速度中心对称配置没有影响。

⑤气象雷达可帮助天气预报更好对天气系统内部结构及发展趋势，能够识别威胁航空安全的强对流天气，使机场合理安排飞行计划，正确组织机场秩序，对于保障机场正常运行，提供经济效益具有重要意义。

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作者简介：第一作者虎琳春（1989-），女，汉族，甘肃镇原县人，本科，助理工程师，研究方向：民航预报。