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我国强冰雹发生的环境条件和雷达回波特征的初步分析

吴剑坤  
【摘要】:为了统计我国强冰雹发生的环境条件,选取了2002~2009年发生的70个强冰雹个例(主要来自华东,华中和华北)进行分析,得出我国强冰雹发生的环境条件对应的三个环境参量——CAPE、垂直风切变、0℃层高度的大致范围是:(1)强冰雹天气对应的CAPE值主要集中在1000J/kg之上,有较高的CAPE。(2)强冰雹天气对应的垂直风切变值主要集中在2×10~(-3)s~(-1)之上,即发生在中等以上强度的垂直风切变下。(3)强冰雹发生对应的0℃层高度主要集中在4.0~5.0km之间,超过5.0km,几乎很难产生强冰雹。在对环境条件补充分析时发现,强冰雹发生需要较高的潜在不稳定能量,大多数强冰雹发生需要充足的水汽条件,但西北和东北地区,在水汽条件不是很好的情况下也可能出现强冰雹。而在对20个典型个例分析(来自70个强冰雹个例库),发现超级单体雹暴对应着较高的风暴相对螺旋度。 为了统计我国强冰雹发生的雷达回波特征,选取了2002~2009年发生的67个强冰雹个例进行初步分析,得出我国强冰雹天气发生对应的50dBZ最大高度、0℃层高度与冰雹直径之间关系总体特点:50dBZ最大高度越高,冰雹直径越大;当0℃层高度增加时,则要降同样直径的冰雹需要50dBZ最大高度也增加。个例之间也存在明显差异。而在对20个典型个例的雷达回波特征详细分析时得出:所有的20个典型个例都是超级单体雹暴,都存在弱回波区(WER)和中气旋(M),50dBZ最大高度都高于-20℃层高度,即存在高悬的强回波,50dBZ持续时间较长。TBSS,风暴顶辐散和VILd对强冰雹发生有很好的指示意义。在对冰雹算法POSH和MEHS检验时发现:冰雹算法POSH有较高的POD,而冰雹算法中MEHS值与实际降雹值偏差明显,但在定性分析方面有较大参考价值。 利用多普勒天气雷达、常规气象观测资料和FY-2C卫星云图(水汽图像),对2005年6月14日-15日江苏安徽特大雹暴的环境条件和雷达回波结构演变特征进行了详细分析,主要结果如下:(1)天气学分析结果表明:天气形势图上降雹区处于冷锋锋前,具有很强的潜在不稳定能量,上干冷下暖湿的不稳定层结,充足的水汽供应,存在干线这种中尺度系统触发机制。而水汽云图上存在很强的干侵入,激发不稳定能量的产生,促进强对流的发展。探空资料分析得出,降雹前有较高的CAPE和垂直风切变,而速度矢端图上显示低层暖平流、中高层冷平流,增强气层的不稳定性,具有较大的0-3km的风暴相对螺旋度。(2)多普勒雷达资料分析表明:伴随着MCS的发展南移,产生了三个主要超级单体,都是由多单体系统发展而来,都具有比较典型的强冰雹雷达回波特征:高悬的强回波;低层弱回波区、中高层的回波悬垂和有界弱回波区;持久的中气旋。在超级单体发展过程中,还观察到明显的风暴顶辐散和S波段三体散射(TBSS),且VIL的变化以及VILd都能较好的指示强冰雹的发生。


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