多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波.pdf

.多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波1.层状云层状云降水雷达回波特征片状回波层状云是水平尺度远远大于垂直尺度云团，由这种云团所产生的降水称之为稳定性层状云降水。降水区具有水平范围较大、持续时间较长、强度比拟均匀和持续时间较长等特点。回波强度特征：在 PPI 上，层状云降水回波表现出范围比拟大、呈片状、边缘零散不规那么、强度不大但分布均匀、无明显的强中心等特点。回波强度一般在20-30dBz，最强的为 45dBz。在 RHI 上，层状云降水回波顶部比拟平整，没有明显的对流单体突起，底部及地，强度分布比拟均匀，因此色彩差异比拟小。一个明显的特征是经常可以看到在其内部有一条与地面大致平行的相对强的回波带。进一步的观测还发现这条亮带位于大气温度层结 0 度层以下几百米处。由于使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强那么显示越亮，因此称之为零度层亮带。回波高度一般在 8 公里以下，当然会随着纬度，季节的不同有所变化。回波径向速度特征：由于层状云降水范围较大，强度与气流相比照拟均匀，因此相应其径向速度分布范围也较大，径向速度等值线分布比拟稀疏，切向梯度不大。在零径向速度型两侧常分布着范围不大的正、负径向速度中心，另外还常存在着流场辐合或辐散区。零度层亮带：如前所述，在 PPI 仰角较高或者 RHI 扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或者亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。由于亮带回波总是伴随层状云降水出现，因此是层状云降水的一个重要特征。零度层亮带形成的原因：冰晶、雪花下落的过程中，通过零度层时，说明开始融化，一方面介电常数增大，另一方面出现碰并聚合作用，使粒子尺寸增大，散射能力增强，所以回波强度增大。当冰晶雪花完全融化后，迅速变成球形雨滴，受雨滴破裂和降落速度的影响，回波强度减小。这样就存在一个强回波带，说明层状云降水中存在明显的冰水转换区，也说明层状云降水中气流稳定，无明显的对流活动。2.对流云对流云降水雷达回波特征块状回波对流云往往对应着阵雨、雷雨、冰雹、大风、暴雨等天气。回波强度特征：在 PPI 上，对流云阵性降水回波通常由许多分散的回波单体所组成。这些回波单体随着不同的天气过程排列成带状、条状、离散状或其它形状。回波单体结构实用文档.紧密，边界清晰，棱角清楚，回波强度强通常在 35dBz 以上，持续时间变化大，单体水平尺度从几千米到几十千米不等。在 RHI 上，回波单体呈柱状结构。一些强烈开展的单体，回波顶常呈为砧状或花菜状。对流云阵性降水回波一般开展得比拟高，多数在 67km以上，但随着地区、季节和天气系统不同差异很大，最高可达对流层顶。对流云阵性降水回波生、消变化很快。一个单体回波的生命期为几分钟到几十分钟，平均持续时间为2030min。另外雷达回波的持续时间般与回波单体的水平尺度成正比。回波径向速度特征：在 PPI 上，比拟小的单体一般仅有正或负中心，说明小单体里可能仅存在上升或下沉气流分量。但在较大的单体中，仍可以时出现正、负径向速度中心，故存在上升或下沉气流分量。在RHI 上，对流云阵性降水回波径向速度特征与回波强度分布大致相同，即呈柱状、纺锤状、砧状、花菜状等。通常在回波下部低空为负径向速度，说明可能有下沉气流分量存在；而在回波上部为正径向速度，说明可能有上升气流分量。在回波强度较强处，径向速度等值线分布比拟密集，甚至正、负径向速度紧挨着，说明该处可能存在辐合或辐散流场。在一般情况下，对流云阵性降水回波中观测不到零度层亮带。3.冰雹云冰雹云降水雷达回波特征：冰雹云的雷达回波强度特别强，通常在 50dBz 以上。回波顶高度高，平均高度在 13km 以上。上升气流下沉气流特别强，在PPI 速度图上的特征为一组方向相反的密集等风速线。PPI 上冰雹云回波的形态特征：“V型缺口只有用波长较短如 3cm 波长的雷达才可能探测到；钩状回波；辉斑回波。RHI 上冰雹云回波特征：超级单体风暴中的穹窿弱回波区，BWER、回波墙和悬挂回波；冰雹云强回波中心的高度远比普通雷暴的强回波中心高。帝瓣回波，其通常出现在回波顶上部，形如针；辉斑回波。4.暴雨暴雨降水雷达回波：回波强度、结构、移动等特征：当雷达 PPI 屏幕上出现停滞型或缓慢移动的强且宽回波带向测站移来；当回波单体移向近似和带的走向平等或交角很小；当产生回波单体的源地继续不断产生回波并向测站方向移近时，本测站就可能会引发暴雨；当单块强回实用文档.波移速突然减慢，兼并周围的回波单体，同时爆发型增长，就要警惕暴雨发生；对于积层混合型降水系统，特别要注意积状动产 层状云回波交界处常常会形成暴雨。回波径向速度场特征：当带状回波移到原先就存在的流场辐合中心处，不管该地原先是否有回波单体存在，均会引发暴雨。从零径向速度线的走向看，它在低空呈 S 型，说明有暖平流；高空呈反S 型，说明有冷平流。在这种不稳定大气层结下，为降暴雨创造了条件。另外，有时会在 23km 高空出现“逆风区，范围较大，它的存在是识别暴雨的重要判据。5.积层混合云降水雷达回波特征絮状回波混合性降水回波常常表现为层状云降水回波和积状云降水回波混合。其往往与高空低槽、低涡、切变线和地面准静止锋等天气形势相联系。积层混合云絮状回波常是出现连阴雨天气的征兆，这类回波出现时，由于冷暖空气交汇，雨带准静止存在，某地降水时间长，可能会出现暴雨。回波强度和结构特征：在PPI 上，其特征为在比拟大范围内，回波边缘呈现支离破碎，没有明显的边界，回波中夹有一个个结实的团块，似一团团棉花絮，强度可达 40dBz 或以上，达雷雨标准，有时强回波团块可形成一条短带，偶尔还会出现零度层亮圈。在 RHI上，回波特征为是：柱状回波上下起伏，如雨后春笋，顶峰局部常达雷阵雨高度，较低的平坦局部，一般只有连续性降水所具有的高度。回波径向速度场特征：在 PPI 上，回波仍呈絮状特征，可从根本气流随高度的变化判断冷暖平流。在 RHI 上，对流活动较强处径各大速度场也呈柱状结构，以正径向速度场为主，说明上升气流分量可能仍占主导地位。6.雪的雷达回波特征：回波强度和结构特征：在 PPI 上，雪的回波与连续性降雨回波，回波分布比拟均匀，丝缕状纹理结构明显。但雪的回波水平范围比连续性降雨回波大，回波强度弱，一般在1015dBz 左右。在 RHI 上，雪回波高度比层状云连续性降水回波高度稍低，比拟平整。回波径向速度场特征：在 PPI 上，可根据正负速度中心的位置，即风向随高度的变化判断冷暖平流。实用文档.