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冰雹云结构及其演变特征的卫星和雷达等综合观测分析

李静  
【摘要】:冰雹是世界上很多地方出现的一种自然灾害,因此了解冰雹的发生发展演变规律和结构特征,对提高冰雹天气的识别预报能力和人工防雹作业效果十分重要。本文综合利用新一代多普勒雷达、卫星、L波段探空、MICAPS地面资料和NCEP等资料,深入分析研究了2011年4月17日广东一次典型超级单体雹暴和2011年6月11日北京冰雹强对流等过程,揭示了不同的发展演变特征及其云结构特征,得到主要结论如下: 1)超级单体雹暴是在典型的“上层干冷、下层暖湿,大气层结不稳定、积聚了大量的能量、垂直风切变很大”的大气垂直结构下产生的。风暴移动方向在风切变方向的右侧,因此该风暴为一个典型的右移风暴。云体的生命史经历了初生、发展、成熟和消亡,从初生到消亡移动距离达到了600km以上,维持了10多个小时以上,造成广东境内六个区县发生了降雹,降雹范围达200km。云体在成熟期一直保持着一个孤立的椭圆形云团向东南方向不断移动,云体覆盖面积很大,长度达300km以上,宽度达100km以上,云体局部最低亮温达一75℃以下,为典型的超级单体强雹暴。在成熟期,雷达图上出现了典型的“弓形”回波、“V”型缺口、有界弱回波区(穹窿)和强大回波悬垂、以及左侧回波墙等超级单体特征。在超级单体成熟期一直存在穹窿结构,穹窿结构出现时POH一直维持在100%左右,且维持了4小时左右,这对超级单体风暴降雹的短时临近预报及人工防雹作业有重要的指示意义。超级单体低层西部有强西风,东部为弱东风,辐合强,云体向东移动,这是一种快进移动,不断吸入前方不稳定空气的强对流,这种对流能够维持很长时间,但经过各地造成各地发生强天气的持续时间很短。光学厚度与冰雹无直接对应关系,且光学厚度反映的云水中心比T。。反映的云顶信息更能深厚的反映雷达回波所反映的降水信息。云中存在大量的冰相粒子,冰粒子的尺度超过降雹的阈值,这说明这个对流云很可能产生冰雹。 2)北京冰雹强对流风暴由小的对流云团不断合并而成的,风暴生命史仅有几小时,成熟期只维持了1小时,而广东超级单体生命史长达10多个小时,且成熟期维持了4个小时。冰雹强对流风暴Tbb低值中心在成熟期仅维持在-50℃左右,超级单体在成熟期维持在-70℃左右。从雷达图上看,冰雹强对流风暴是由零散回波合并合成,成熟期为一个带状回波,带状回波仅维持一个小时开始断裂,超级单体一直保持弓形回波。通过比较发现超级单体是一种稳定的对流单体,生命史长,对流发展更旺盛,对局地造成的危害更大。 本文的相关分析研究有助于加深对超级单体结构的全面认识,提高冰雹的预测能力和人工防雹作业条件的识别能力。


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