在地面引起灾害性风的向外暴流的局地强下降气流,称为下击暴流。下击暴流是低空风切变中影响飞机起落安全最严重的一种,因而受到了国内外航空和气象界的高度重视。本文依据下击暴流发生前母体雷暴(下文称为雷暴)反射率因子核迅速下降的特征,基于雷达体扫数据,定义了判断下击暴流发生发展的“单位面积等效势能”概念,并结合下击暴流期间雷暴速度场中层辐合的事实,设计得到了下击暴流出流强度公式。采用雷达实测数据,模拟计算得到出流强度公式的强中心系数与中层辐合系数。最后基于风暴单体的识别,设计了下击暴流预警算法,并利用6次由雷暴单体产生的下击暴流个例进行检验。得到了如下结论:(1)由下击暴流导致的地面大风均在22m/s以上,最大达到34m/s,平均风速为29.2m/s;雷暴的最大反射率因子超过60dBz,最大可达69dBz;辐合层的平均顶高为1.85km,平均顶高为4.7km,平均辐合层厚度为2.85km;最小辐合速度为3.7m/s,最大辐合速度为6.3m/s;雷暴强中心高度基本在7km以上,最大超过10km,达到最大之后,雷暴强中心迅速下降。在下击暴流爆发前雷暴中出现了速度场的中层辐合,辐合高度基本在2000~5000m之间。辐合主要通过将环境干冷空气夹卷进雷暴,使得雷暴中气团降温,产生向下的负浮力,加强气块的下降,使得地面出流强度增大。在下击暴流爆发前,雷暴强中心的迅速下降和速度场的中层辐合,可作为下击暴流的预警因子。(2)从雷暴强中心的迅速下降出发,分析了雷达有效照射体积以及其探测模式的局限,通过定义库水凝物粒子等效势能,依据雷达的探测方法,经过垂直线性插值,设计了累积单位面积等效势能,得到单位面积等效势能指标。依据雷暴强中心的迅速下降与速度场中层辐合的特征,结合单位面积等效势能,从能量角度,设计了下击暴流出流强度计算公式,并利用雷达实测数据,得到出流强度公式中强中心系数与中层辐合系数。(3)单位面积等效势能指标值与雷暴单体强中心高度的变化趋势基本保持一致,在下击暴流发生前其值达到最大后迅速减小,清楚地反映雷暴能量的变化。相邻体扫的单位面积等效势能差,反映了雷暴能量的释放量,下击暴流发生前1~2个体扫的单位面积等效势能差达到最大,这反映了下击暴流的爆发。通过设置单位面积等效势能的释放量,有效的预警了下击暴流的发生。(4)下击暴流预警检验结果表明,单位面积等效势能的释放能够提前6~12分预警出下击暴流的发生,并通过出流强度公式量化了由下击暴流产生的地面大风值。预警风速的误差由雷暴距离雷达的距离决定,距离越近风速误差越小,反之风速误差越大。出流强度公式的计算,依赖于雷暴单体的准确识别,随着距离的减小,与出流强度相关的雷暴参量误差逐渐减小,同时单位面积等效势能的计算,也逐渐靠近真实值。中层辐合是计算出流强度的重要部分,中层辐合出现在下击暴流爆发之前的个例,在下击暴流实例中占主要部分,对此类个例,该指标以及出流强度公式可以较准确的对地面大风进行预警。