中小尺度强对流天气雷达径向风精细化定量特征与预警信息研究
发布时间：2022-01-21 22:14
采用天气雷达径向风场基数据,提取其所含数值特征定量信息,并构建几种强对流指标。采用对区域流场特征表达能力良好的流函数与势函数计算,并运用合适的边界条件及计算处理方案,由泊松方程迭代求出满足区域无辐散条件的特解,进一步通过逆运算重建径向风场及运用交叉相关统计方法,检验重建效果,显示由所用边界处理方案解出的区域流函数与势函数是收敛的,能够清晰表达径向风场特征。并运用径向风数值信息以及它们与局地强对流的密切关系,构建区域强对流时空预警指标方程,依托预警指标,提供径向风场分区精细化预警区位和时间演变状态。根据局地暴雨的径向风特征,运用矩阵转换技术开发了径向风辐合线客观自动识别方法,可提供径向风辐合线的具体地理位置,尺度大小,走向分布,覆盖范围以及动态追踪等定量信息。进一步地将径向风辐合线与径向风定量信息背景场叠加,获得直观的精细化局地强对流中小尺度系统时空预报预警方法。
【文章来源】：气象科学. 2020,40(04)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
2016年6月23日14时阜宁区域风场与温度场
图2为龙卷发生期间盐城多普勒雷达的回波强度和对应的径向风体扫面。图2a显示阜宁的回波强度为30～35 dBZ之间,并不处于回波强度最大区(如东南方向的回波强度55 dBZ),其显示雷达回波强度在这个时刻指示性不清晰;但是在图2b中,阜宁径向风的风向切变很强,右侧为向外的径向风,左侧为向内的径向风,其北面是向内的径向风,东北方向有明显的径向风的风向辐合线。因此在强对流期间对雷达径向风的定量分析与诊断很有必要。(2)金坛强降水基本特征
2015年6月26—27日常州金坛出现暴雨天气,综合几种降水资料,26日15—16时常州金坛区域降水量为15 mm,16—17时降水量为8 mm,17—18时降水量达32 mm,18—19时降水量为35 mm,19—20时金坛周边降水量减小,为20 mm(图3)。分析暴雨时期的区域环流形势(图4),图4a为850 hPa流场与温度场,图4b为1 000 hPa流场与温度场。由图4可知,18时,金坛上空有很强的风向上下层切变,在850 hPa上,金坛上空为偏西风并伴有风速辐散(图4a),提供了上层抽吸作用,并伴有暖平流;在1 000 hPa高度上,金坛地区为偏东风,有明显的风向和风速辐合,以及较明显的冷平流。此层风向与上层发生显著差异,造成强烈的垂直风切变,有利于大气的不稳定强对流活动。因此金坛上空低层为来自近海的偏冷湿气流辐合上升,中层为较厚的偏暖内陆气流抽吸,上下层配合,冷暖与干湿气团混合,垂直运动强烈,有利于充沛水汽汇合与维持,形成强对流暴雨。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C波段雷达在新疆区域数值预报系统中的应用初探[J]. 马秀梅,欧登格力,辛渝,尹金方. 沙漠与绿洲气象. 2015(06)
[2]新一代天气雷达超级单体风暴中气旋特征分析[J]. 冯晋勤,汤达章,王新强,马钏. 大气科学学报. 2010(06)
[3]用有限区域风速场准确求解流函数和速度势场的方法[J]. 朱宗申,朱国富,张林. 大气科学. 2009(04)
[4]有限区域风速场求解流函数和速度势场的有效方案[J]. 朱宗申,朱国富. 应用气象学报. 2008(01)
[5]多普勒雷达径向速度资料在对流天气预报中的应用[J]. 王丽荣,胡志群,汤达章,赵瑞金,匡顺四. 气象科学. 2007(06)
[6]区域生长法在多普勒天气雷达速度场分析中的应用[J]. 方德贤,刘国庆,董新宁,慕熙昱. 南京大学学报(自然科学版). 2007(01)
[7]快速中值滤波方法及其在Doppler雷达资料处理中的应用[J]. 崔哲虎,程明虎,乌秋力,王柏忠. 高原气象. 2005(05)
[8]区域膨胀法在剔除Doppler雷达径向速度中地物杂波的应用[J]. 崔哲虎,程明虎. 气象科技. 2004(01)
[9]多普勒天气雷达风场退模糊方法的研究[J]. 梁海河,张沛源,葛润生. 应用气象学报. 2002(05)
[10]多部多普勒雷达同步探测三维风场反演系统[J]. 周海光,王玉彬. 气象. 2002(09)
博士论文
[1]双基地多普勒天气雷达探测理论及应用分析研究[D]. 莫月琴.中国气象科学研究院 2005
硕士论文
[1]飑线过程多普勒雷达径向风同化模拟研究[D]. 王修莹.南京信息工程大学 2015
[2]夏季强降水雷达径向风精细化特征研究[D]. 邢彩盈.南京信息工程大学 2013
[3]多普勒天气雷达资料同化在一次强飑线过程数值模拟中的应用[D]. 苏万康.兰州大学 2011
本文编号：3601051
【文章来源】：气象科学. 2020,40(04)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
2016年6月23日14时阜宁区域风场与温度场
图2为龙卷发生期间盐城多普勒雷达的回波强度和对应的径向风体扫面。图2a显示阜宁的回波强度为30～35 dBZ之间,并不处于回波强度最大区(如东南方向的回波强度55 dBZ),其显示雷达回波强度在这个时刻指示性不清晰;但是在图2b中,阜宁径向风的风向切变很强,右侧为向外的径向风,左侧为向内的径向风,其北面是向内的径向风,东北方向有明显的径向风的风向辐合线。因此在强对流期间对雷达径向风的定量分析与诊断很有必要。(2)金坛强降水基本特征
2015年6月26—27日常州金坛出现暴雨天气,综合几种降水资料,26日15—16时常州金坛区域降水量为15 mm,16—17时降水量为8 mm,17—18时降水量达32 mm,18—19时降水量为35 mm,19—20时金坛周边降水量减小,为20 mm(图3)。分析暴雨时期的区域环流形势(图4),图4a为850 hPa流场与温度场,图4b为1 000 hPa流场与温度场。由图4可知,18时,金坛上空有很强的风向上下层切变,在850 hPa上,金坛上空为偏西风并伴有风速辐散(图4a),提供了上层抽吸作用,并伴有暖平流;在1 000 hPa高度上,金坛地区为偏东风,有明显的风向和风速辐合,以及较明显的冷平流。此层风向与上层发生显著差异,造成强烈的垂直风切变,有利于大气的不稳定强对流活动。因此金坛上空低层为来自近海的偏冷湿气流辐合上升,中层为较厚的偏暖内陆气流抽吸,上下层配合,冷暖与干湿气团混合,垂直运动强烈,有利于充沛水汽汇合与维持,形成强对流暴雨。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C波段雷达在新疆区域数值预报系统中的应用初探[J]. 马秀梅,欧登格力,辛渝,尹金方. 沙漠与绿洲气象. 2015(06)
[2]新一代天气雷达超级单体风暴中气旋特征分析[J]. 冯晋勤,汤达章,王新强,马钏. 大气科学学报. 2010(06)
[3]用有限区域风速场准确求解流函数和速度势场的方法[J]. 朱宗申,朱国富,张林. 大气科学. 2009(04)
[4]有限区域风速场求解流函数和速度势场的有效方案[J]. 朱宗申,朱国富. 应用气象学报. 2008(01)
[5]多普勒雷达径向速度资料在对流天气预报中的应用[J]. 王丽荣,胡志群,汤达章,赵瑞金,匡顺四. 气象科学. 2007(06)
[6]区域生长法在多普勒天气雷达速度场分析中的应用[J]. 方德贤,刘国庆,董新宁,慕熙昱. 南京大学学报(自然科学版). 2007(01)
[7]快速中值滤波方法及其在Doppler雷达资料处理中的应用[J]. 崔哲虎,程明虎,乌秋力,王柏忠. 高原气象. 2005(05)
[8]区域膨胀法在剔除Doppler雷达径向速度中地物杂波的应用[J]. 崔哲虎,程明虎. 气象科技. 2004(01)
[9]多普勒天气雷达风场退模糊方法的研究[J]. 梁海河,张沛源,葛润生. 应用气象学报. 2002(05)
[10]多部多普勒雷达同步探测三维风场反演系统[J]. 周海光,王玉彬. 气象. 2002(09)
博士论文
[1]双基地多普勒天气雷达探测理论及应用分析研究[D]. 莫月琴.中国气象科学研究院 2005
硕士论文
[1]飑线过程多普勒雷达径向风同化模拟研究[D]. 王修莹.南京信息工程大学 2015
[2]夏季强降水雷达径向风精细化特征研究[D]. 邢彩盈.南京信息工程大学 2013
[3]多普勒天气雷达资料同化在一次强飑线过程数值模拟中的应用[D]. 苏万康.兰州大学 2011
本文编号：3601051
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