6、多普勒天气雷达原理与应用 - 图文 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/22 21:28:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

当冷锋通过RDA后,有三条零等速区(线),在RDA东南方呈西南-东北向的零等速线即为锋区,如下图。

五、理解γ中尺度系统的径向速度特征

①γ中尺度气旋/反气旋流场:在小区域内,当一对最大入流/出流速度中心距雷达是等距离时,表示在该区域内有中γ尺度旋转存在,沿雷达径向方向,若最大入流速度中心位于左侧,表示为气旋性旋转,若最大入流速度中心位于右侧,则为反气旋性旋转。

②γ中尺度辐合/辐散流场:由于γ中尺度辐合/辐散流场得尺度较小,其源点或汇点和整个流场均在雷达的有效探测范围内,在包含γ中尺度辐合/辐散流场的小区域内,沿同一雷达径向方向有两个最大径向速度中心,若最大入流中心位于靠近雷达一侧,则该区域为径向辐散区,相反则为径向辐合区。

③γ中尺度气旋式辐合/辐散流场:当一对最大入流/出流中心位于距雷达不是

等距离且不在同一雷达径向时,若最大出流中心更靠近雷达且最大入流中心位于雷达径向左侧时,表示小区域内流场为气旋式辐合,相反,若最大入流中心更靠近雷达且且最大出流中心位于雷达径向左侧时,表示小区域内流场为气旋式辐散。

④γ中尺度反气旋式辐合/辐散流场:与上述情况类似,还可以有反气旋式辐合

和反气旋式辐散。

第四章 新一代天气雷达产品

一、理解对流单体的概念模型

根据积云中盛行的垂直速度的大小和方向,普通风暴单体的演化过程通常包括三个阶段:

①塔状积云阶段:由上升气流所控制,上升速度一般随高度增加,且主要由局地暖空气的正浮力或者由低层辐合引起,上升速度一般为5~10m/s,个别达到25m/s。在塔状积云的后期,降水能够引发下沉气流。

②成熟阶段:实际上是由上升气流和下沉气流共存的阶段。成熟阶段开始于雨最初从云底降落之时,可认为雷达回波接地是对流单体成熟阶段的开始。此时,云中上升气流达到最大,随着降水过程的开始,由于降水粒子所产生的拖拽作用,形成了下沉气流。然后,这种下沉气力在垂直和水平方向上扩展。这种冷性下沉气流作为一股冷空气,在近地面的低层向外扩散,与单体运动前方的低层暖湿气流交汇而形成飑锋,又称阵锋风。成熟阶段的对流单体的中上部,仍为上升气流和过冷水滴及冰晶等水成物。当云顶伸展到对流层顶附近时,不再向上发展,而向该处的环境风下风方向扩展,出现水平伸展的云砧。

③消亡阶段:为下沉气流所控制,此时降水发展到整个对流云体。实际上,当下

沉气流扩展到整个单体,暖湿空气源被扩展的冷池切断时,风暴单体开始消亡。 二、了解对流风暴的分类

对流风暴可分为以下四类:①普通单体风暴,②多单体风暴,③线风暴(飚线),④超级单体风暴。前三类可以是强风暴,也可以是非强风暴,而第四类一定是强风暴。

三、理解影响雷暴生成发展的主要因素及诊断方法

影响雷暴生成发展的主要因素有热力(浮力)不稳定、风的垂直切变和水汽的垂直分布三个因子。另外,在对流不稳定条件下,还需要一定的抬升条件对流才能发生。由于浮力决定了垂直方向上空气的加速程度,它与风暴强度直接相关。垂直风切变有利于风暴发展、加强和维持,从而决定了风暴类型的演变和发展。另外风暴和环境的相互作用也会影响风暴的强度和组织。 四、了解风暴相对螺旋度的概念和物理含义

风暴相对螺旋度是衡量风暴旋转潜势的具有明确意义的物理量,其取决于沿相对

风暴气流流线方向的水平涡度,而这些因子又取决于低层垂直风切变的强度和方向以及风暴的运动。其表达式为:

HSR??(V?C)??Hdz

0z 其几何意义为:它与速度矢端图中两个层次之间的相对风暴风矢量所扫过的区域

的面积成正比。

五、掌握脉冲风暴的雷达回波特征

脉冲风暴的雷达回波结构有三个特点:①初始回波出现的高度一般在6~9km之间,②强回波中心值一般大于50dBZ,③强中心所在的高度也比较高,一般在-10℃等温线的高度。 六、理解中气旋的定义

中气旋是与强对流风暴的上升气流和后侧下沉气流紧密相连的小尺度(小于10km)涡旋,该涡旋满足一定的切变、垂直伸展和持续性判据。一般垂直涡度大于等于10?2S?1,垂直伸展超过风暴垂直尺度的1/3,持续2个体扫即为中气旋。

七、掌握超级单体风暴的定义和雷达回波特征

超级单体风暴最本质的特征是具有深厚而持久的中气旋,且只产生在中等到强的垂直风切变环境中。超级单体风暴的回波特征为:①持续有界弱回波区,②持久的中气旋,③低层钩状回波,④三体散射长钉,⑤悬垂状回波,⑥旁瓣回波,⑦“V”型缺口,⑧上部呈现宽大而伸展的云砧,⑨雷达回波顶高度较高。

A:旁瓣回波 B:三体散射 C:弱回波区 D:云砧 E:回波墙 F:悬挂回波 G:雨幡 八、掌握飑线的雷达回波特征

①有界弱回波区,②中高空的悬垂装回波,③径向速度剖面呈现低层辐散、中层辐合和高层辐散。

九、理解基本反射率、平均径向速度、组合反射率、垂直累计液态水含量、回波顶高、1小时降水估测、中气旋、冰雹指数、龙卷涡旋特征等常用产品

基本反射率:代表降水回波的强度大小,最高显示分辨率为1km,是对来自4个相接的距离库(分辨率250m)的回波功率取平均值。

平均径向速度:表示探测的降水粒子的平均径向速度大小,为整个360°方位扫描的径向速度数据。

组合反射率:表示一个体扫内,将常定仰角方位扫描中的最大反射率因子投影到笛卡尔坐标格点上的产品。

垂直累计液态水含量:表示将反射率因子数据转换成等价的液态水值,它假设所有的反射率因子返回都是由液态水滴引起的经验导出关系。

回波顶高:它是在?18dBZ(可调阈值)反射率因子被探测到时,显示以最高仰角为基础的回波顶高度(不进行内插和外插)。

1小时降水估测:为1小时累计雨量,到当前体扫为止的1小时连续累积,每个体扫更新一次。

中气旋产品:用来显示与三种方位切变类型的识别有关的信息,即非相关切变、

三维的相关切变及中气旋,用深黄色的圆圈显示。

冰雹指数:老的冰雹指数产品对每个被识别的风暴单体,提供其风暴单体结构是否有助于冰雹形成的指示,新的冰雹指数产品可以在识别的风暴单体属性表中给出相应单体降冰雹的概率、降大冰雹的概率和预期的最大冰雹尺寸,并以图形的形式显示出来。

龙卷涡旋特征:同中气旋。 十、了解降水估测的原理

降水估测的基本原理是基于反射率因子和降水率之间的正相关关系。反射率因子越大,降水率越大。建立反射率因子和降水率之间的经验关系,在雷达测得降水回波的反射率因子后根据相应的经验公式可以求得降水率,对时间累加可以得到一段时间内的累计降水量。