2017年綏化市汛期強對流天氣雷達回波特征分析

趙冰 于云忠 孫磊 程胤碩

摘要：通過對綏化市多普勒雷達（CA）的回波特征以及實況資料的研究分析，提高對綏化本地強對流天氣的發(fā)生發(fā)展強度、落區(qū)以及影響的時空范圍的預(yù)報能力，減少受災(zāi)影響及生命財產(chǎn)的損失。

關(guān)鍵詞： 強對流天氣;雷達產(chǎn)品;參數(shù)指標(biāo)

綏化市多普勒雷達（CA）自2016年5月開始試運行起，期間多次進行參數(shù)調(diào)整，于2017年1月正式投入業(yè)務(wù)運行中。在此之前，由于常規(guī)資料的局限性，綏化市氣象臺對強對流天氣的預(yù)報主要是根據(jù)實況觀測資料、衛(wèi)星云圖、各種模式預(yù)報資料以及根據(jù)預(yù)報員關(guān)于本地強天氣的經(jīng)驗進行預(yù)報。研究發(fā)現(xiàn)，綏化地區(qū)強對流天氣多發(fā)生在6月中下旬至8月上旬，從日變化來看多于11時—23時之間形成，從地域分布上來看，西部強天氣發(fā)生的次數(shù)較少，其他地區(qū)發(fā)生的次數(shù)較多。

一、強對流天氣時空分布

將綏化市2017年5-10月發(fā)生的強對流天氣過程按照過程開始到結(jié)束為一次過程進行統(tǒng)計分析，共有46次強對流天氣過程。從分析結(jié)果來看，6月中下旬至8月上旬為主要的強對流天氣發(fā)生時段，其中20mm以上降水過程有23次，冰雹2次，龍卷大風(fēng)2次，從日變化上看，主要發(fā)生時段為11時至24時，該時段內(nèi)因暖濕空氣和不穩(wěn)定能量容易積聚，并在大氣湍流作用下發(fā)生能量交換，使大氣層結(jié)不穩(wěn)定，所以容易發(fā)生強對流天氣。從地域分布上來看，整個汛期西部強天氣發(fā)生的次數(shù)較少，其他地區(qū)發(fā)生的次數(shù)較多。

二、發(fā)生強對流天氣的天氣形勢分析

影響綏化市強天氣產(chǎn)生的高空形勢主要為低槽（切變）、低渦和暖脊三種，其中受低渦影響有4次，受暖脊影響有4次，其它為受低槽（切變）影響，并多數(shù)伴有850hPa的偏南風(fēng)急流提供充足的水汽，少數(shù)有925hPa超低空偏南風(fēng)急流的配合，使得強天氣過程降水量偏多。隨著高空系統(tǒng)的移動，綏化市地區(qū)強對流天氣一般產(chǎn)生于槽前脊后，極個別產(chǎn)生于脊前。

影響綏化強天氣的地面形勢多為低壓前部或低壓底部暖區(qū)，極少數(shù)是由南部低壓北上或形成倒槽影響，地面空氣受熱抬升，使得大氣層結(jié)不穩(wěn)定，低壓越強，越能為強天氣的產(chǎn)生和發(fā)展提供有利的抬升條件。

三、強對流天氣雷達回波特征分析

3.1反射率因子產(chǎn)品分析

層積混合型回波多發(fā)生于6月下旬至九月上旬，發(fā)生的次數(shù)較多，回波范圍一般比較大，邊界不明顯，回波強度在反射率因子圖上看梯度較小，回波中心強度一般在40dBZ—55dBZ之間，少數(shù)高于或低于這個區(qū)間，回波頂高一般在12km以下，強回波中心高度一般低于6km。由于混合型回波持續(xù)時間較長，云體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，比單一的對流型回波和層狀云回波更易產(chǎn)生較強的強降水天氣，多從西部或西南部移入綏化地區(qū);層狀云回波降水多發(fā)生于前汛期和后汛期，發(fā)生次數(shù)較少，回波強度在反射率因子圖上看較為均勻，回波中心強度多在30dBZ—45dBZ之間，回波頂高一般在6km以下，前、后汛期的部分強降水天氣就是由于層狀云回波移動速度慢，在同一個地區(qū)維持時間較長而導(dǎo)致降水量偏大;對流型回波一般不單獨出現(xiàn)，回波范圍相對較小，一般呈孤立的塊狀、帶狀或其它形狀，邊界清晰，回波強度在反射率因子圖上看梯度較大，回波中心強度一般在55dBZ以上，回波頂高一般在10km以上，強回波中心高度一般高于5km。

對流型回波和層積混合型回波易產(chǎn)生冰雹、大風(fēng)等強對流天氣，在反射率因子圖及其剖面上能清晰地看到強風(fēng)雹的強度、高度、形狀、特征（如鉤狀、弓狀、V型缺口、三體散射回波、旁瓣回波、（有界）弱回波區(qū)、陣風(fēng)鋒等）等要素。

3.2平均徑向速度產(chǎn)品分析

平均徑向速度產(chǎn)品只能反映出中小尺度系統(tǒng)較為明顯的速度對、零速度線、風(fēng)向風(fēng)速、急流、輻合輻散、鋒面、切變以及小尺度的氣旋反氣旋外，對于其他不明顯系統(tǒng)的反應(yīng)較差，并且存在速度模糊等問題，能夠較好的結(jié)合反射率因子產(chǎn)品判斷出強天氣的類型、移動或傳播方向以及可能的落區(qū)，從而提前發(fā)布警報使人民群眾盡可能的減少損失。

四、小結(jié)

（1）綏化市強對流天氣多發(fā)生在6月中下旬至8月上旬，從日變化來看多于11時—23時之間形成，該時段內(nèi)因暖濕空氣和不穩(wěn)定能量容易積聚，并在大氣湍流作用下發(fā)生能量交換，使大氣層結(jié)不穩(wěn)定，所以容易發(fā)生強對流天氣。從地域分布上來看，西部強天氣發(fā)生的次數(shù)較少，其他地區(qū)發(fā)生的次數(shù)較多。

（2）綏化市多普勒雷達（CA）的各產(chǎn)品中基本反射率產(chǎn)品對強對流天氣反應(yīng)最好，其次是平均徑向速度產(chǎn)品。在實際應(yīng)用中，值班預(yù)報員需要注意強度在40dBZ—55dBZ之間的層積混合回波和中心強度在50dBZ以上的對流型回波，其中強降水回波強度一般在35—50dBz之前，分為層狀云降水和層積混合型降水，回波移動速度越慢，持續(xù)時間越長，降水量越大越容易出現(xiàn)暴雨天氣;能夠產(chǎn)生冰雹的回波類型多為以對流型回波為主的層積混合型回波，強中心一般在55dBz以上，強回波中心高度一般高于零度層，強中心伸展高度在零度層到-20度層之間，發(fā)生冰雹天氣的位置多為回波后部下沉氣流區(qū)域;易發(fā)生大風(fēng)龍卷天氣的回波多為弓形回波、超級單體等對流型回波，在平均徑向速度圖上能發(fā)現(xiàn)速度值較大的速度對，并且低仰角上有輻散，較高仰角上有輻合發(fā)生。預(yù)報員可以根據(jù)回波表現(xiàn)出來的形狀、特征、移動方向等，以平均徑向速度等產(chǎn)品為輔助，判斷強天氣可能的類型、高低空形勢配合、是否會發(fā)展變強以及影響的區(qū)域范圍等。

參考文獻：

[1]多普勒天氣雷達原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用.北京：氣象出版社，20060201.

（作者單位：綏化市氣象局）