雷达、闪电资料在雷暴天气预测中的应用

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深入了解不同类型雷暴天气发生的机理及地闪、雷达回波演变特征,探寻地闪落点与雷达回波的时空匹配关系,有助于改进雷暴天气和地闪落点的预报方法,拓宽预报思路。本文利用常规探空资料、NCEP资料、多普勒雷达资料和闪电定位资料对三次雷暴过程(伴随不同降水类型的两次春季雷暴和一次夏季雷暴)进行对比分析,得到如下结论:1.大气能量结构分析:(1) V-3θ图能够有效地揭示雷暴发生前大气的能量结构特征。整层大气“顺滚流”状态、对流层顶“超低温”现象和垂直方向的水汽梯度分别为雷暴的发生提供有利的动力、热力和水汽条件,对雷暴天气有较好的潜势预测作用。(2)两次春季雷暴动力条件明显,具有上干下湿的不稳定层结,热力条件较弱。不同的是,“1302”降雪雷暴过程低层东北回流一直维持,且强度逐渐加大。(3)“1202”春季雷暴和“1108”夏季雷暴过程均伴随超低温和顺滚流现象,具有垂直的水汽梯度。不同的是,夏季雷暴呈现更强的热力不稳定性。2.物理量诊断对比:相较而言,春季雷暴动力抽吸作用明显;夏季雷暴热力作用较强,主要由局地热力抬升作用引起。3.经雷达资料对比:回波强度方面,“1202”春季雷暴为积层混合云降水回波,“1302”春季雷暴过程是降雪天气回波,“1108”夏季雷暴过程表现为对流云降水回波。径向速度方面,两次春季雷暴过程均存在明显的风向切变,低层存在暖平流,具有明显的辐合运动;“1108”夏季雷暴过程回波主要为局地雷暴特征,存在明显的涡管结构、垂直风切变区以及辐合区。雷达垂直剖面回波,尤其是径向速度垂直剖面回波(VCS)能够清晰地反映雷暴体内部的三维气流结构:两次春季雷暴存在明显的垂直切变,根据夏季雷暴的VCS回波可以清楚地判断单体所处的发展阶段。4.地闪演变特征对比:两次春季雷暴地闪频数低,正地闪所占比例较高;夏季雷暴地闪频数较高,呈现多峰值特点,正地闪比例较小。风暴成熟阶段,在一段时间内雷达回波顶高与地闪频数呈负相关,并且先于地闪频数达到峰值。5.三次雷暴雷达回波强度与地闪分布的时空匹配关系:地闪落点与雷达反射率因子存在一定的对应关系;夏季雷暴发展阶段,地闪具有引导雷达回波的作用。三次雷暴雷达径向速度与地闪分布的匹配关系:地闪主要发生在风切变区和速度大值区。
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