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多普勒雷达风暴螺旋度计算和研究

刘小弟  
【摘要】: 我国是世界上多暴雨的国家,暴雨因其发展快、强度大、骤发性强,先兆特征不明显,难于监测和追踪,是日常预报的难点。观测和模拟证明,与风暴相关的风在大气底层随高度顺时针旋转是旋转雷暴发展的一个关键因素。螺旋度不仅表征了环境场的旋转程度,而且还表示输入到对流系统中的环境涡度的多少的物理量,在一定条件下,还可以反映温度平流,其大小和变化对暴雨和强对流等风暴具有一定的预示性。 风暴发展主要取决于大气垂直运动,而实际大范围空气运动往往是冷暖平流与大尺度辐合辐散运动的结合,本文通过使用VAD技术反演测站上空30km平均风向风速以计算风暴螺旋度,并以此来定量化冷暖平流,运用EVAD技术定量大气低层散度来定量化辐合辐散,将两者结合起来就可以监测大范围大气运动。由于雷达时空分辨率高,通过开发实时风暴螺旋度计算和显示业务软件,对风暴的发展加强监测,以提高临近预报水平。 本文通过对2004年6月14日发生在南京的梅雨锋暴雨的南京龙王山雷达站资料进行螺旋度和散度计算。作为对比,本文还对2007年7月3日发生在南京一次一般雷暴对比分析,并讨论暴雨与强对流风暴发展演变中螺旋度的异同,以期找到风暴临近预报指示的指标。分析发现:(1)0-3km的风暴螺旋度与降水量(回波强度)存在显著正相关,低层(3km以下)散度与降水量存在负相关;(2)风暴发展阶段,其上空又多个正负螺旋度(冷暖平流)相间的分布,而且螺旋度数值也较小,随着风暴的发展,风暴螺旋度迅速增大,正负螺旋度(冷暖平流)层数减少;(3)在风暴发展过程中,正负螺旋度(冷暖平流)层数存在一个减少增加的反复的过程,其原因有待进一步研究;分析证明雷达风暴螺旋度是一个定量化冷暖平流,与散度资料结合,可以有效监测风暴产生、发展、成熟和衰亡,是临近预报一个重要预报参数,具有重要业务运用价值。


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