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强降雹超级单体风暴湍流结构的双偏振回波特征分析
被引量：
3
1
作者
吴举秀
魏鸣
+1 位作者
刁秀广
潘佳文
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第1期139-149,共11页
对流风暴通过湍流实现动量的传输,因此深入认识强对流风暴湍流结构的回波特征具有重要意义。本文关注5 m·s^(-1)以上的速度谱宽,对比分析了两次具有不同中气旋强度的强降雹超级单体风暴的湍流强度,揭示了气流结构和湍流增强的关系...
对流风暴通过湍流实现动量的传输,因此深入认识强对流风暴湍流结构的回波特征具有重要意义。本文关注5 m·s^(-1)以上的速度谱宽,对比分析了两次具有不同中气旋强度的强降雹超级单体风暴的湍流强度,揭示了气流结构和湍流增强的关系。结果表明:(1)强降雹超级单体在强上升气流区可存在中等或以上强度的湍流,阵风锋触发的超级单体在入流路径上也出现中等强度的谱宽,指示了较强湍流存在的可能。(2)超级单体内部湍流较强的地方在速度大切变区,通常速度切变强度较大的区域具有较强湍流,具有中等强度中气旋的超级单体最大谱宽约10 m·s^(-1),差分反射率因子ZDR在1 dB之内,回波强度超过35 dBZ,差分相移率KDP较大;具有强中气旋的超级单体强湍流区主要位于ZDR柱上部正负速度交会处,在中气旋附近谱宽高达16.5 m·s^(-1),靠近强回波核心一侧含有较多过冷水,相关系数(Correla‐tion Coefficient,CC)在0.96左右,KDP较大,另一侧回波强度稍低,CC低至0.85,KDP在0(°)·km^(-1)左右,存在霰粒子与上升气流带来的大雨滴。这些强湍流区域指示了动量传输的路径。(3)超级单体风暴上部具有最强湍流,上升气流下沉气流都很强,靠近下沉气流的地方湍流更强,可能和风的水平切变有关,强中气旋风暴下沉气流区谱宽高达17.5 m·s^(-1),其ZDR稍高于上升气流的,并且KDP为负值,上升气流KDP、ZDR分别在0(°)·km^(-1)、0 dB左右,具有中等强度中气旋的风暴则谱宽增大较小。强中气旋超级单体内具有更大湍流增强,研究结果为深入理解强风暴的湍流结构和动量传输提供了双偏振雷达的观测依据。
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关键词
超级单体风暴
谱宽
湍流
双偏振特征
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职称材料
不同尺寸冰雹S波段双偏振雷达偏振量特征统计
被引量：
12
2
作者
吴举秀
潘佳文
+1 位作者
魏鸣
顾瑜
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2022年第2期193-202,共10页
冰雹大小影响天气灾害的程度,为发展基于双偏振参量识别冰雹大小的算法,筛选了2019年、2020年山东省发生的33例冰雹事件,依据我国冰雹等级划分标准将其划分为小冰雹、大冰雹、特大冰雹,基于湿球0℃及冰雹融化特性确定了7个高度层,探讨了...
冰雹大小影响天气灾害的程度,为发展基于双偏振参量识别冰雹大小的算法,筛选了2019年、2020年山东省发生的33例冰雹事件,依据我国冰雹等级划分标准将其划分为小冰雹、大冰雹、特大冰雹,基于湿球0℃及冰雹融化特性确定了7个高度层,探讨了3类冰雹在不同高度层的双偏振参量分布特征,并获得了冰雹的偏振参量阈值。研究表明:在相同高度,冰雹越大雷达水平反射率因子Z_(h)中位数越大、差分反射率因子Z_(dr)中位数越小且基本为正值,但在-10~-20℃层,大冰雹的Z_(dr)中位数易呈现负值;相关系数CC中位数随冰雹增大或高度降低而减小,但特大冰雹在0℃层到H0℃-1 km(0℃层下1 km)之间由于融化比例较小CC反而会稍大;冰雹差分相移率K_(DP)中位数在0℃层以上为0°/km左右,在0℃层以下随高度降低冰雹融化而增加;大冰雹或特大冰雹基本特征是Z_(h)大、CC小、Z_(dr)小,CC可低至0.7以下,所有冰雹的Z_(dr)、K_(DP)可出现负值,小冰雹Z_(dr)大于0 dB的情况较多,特大冰雹Z_(dr)接近0 dB;-20℃层以上的Z_(h)、0~-20℃层的CC和Z_(h)、0℃层以下的CC、Z_(h)、Z_(dr)对冰雹大小比较敏感。
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关键词
S波段双偏振雷达
冰雹偏振特征
冰雹大小识别
冰雹融化特性
偏振参量阈值
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职称材料
2022年3月26日闽南地区冰雹过程多源雷达特征分析
3
作者
梁秋枫
郑辉
+1 位作者
苏蕾
郭秀凤
《热带气象学报》
2025年第4期504-518,共15页
利用福建厦门海沧X波段双偏振相控阵雷达、S波段多普勒双偏振天气雷达和福建泉州S波段多普勒单偏振天气雷达,结合常规气象观测资料,对2022年3月26日发生在闽南地区的一次冰雹过程进行分析,得到以下结论。(1)利用三部雷达对冰雹超级单体...
利用福建厦门海沧X波段双偏振相控阵雷达、S波段多普勒双偏振天气雷达和福建泉州S波段多普勒单偏振天气雷达,结合常规气象观测资料,对2022年3月26日发生在闽南地区的一次冰雹过程进行分析,得到以下结论。(1)利用三部雷达对冰雹超级单体进行协同观测,可获得更加全面的雷达冰雹特征,有利于提高灾害性天气的预警能力。(2)厦门海沧X波段相控阵雷达完整观测到10 min内钩状回波演变形成的过程,Z_(DR)弧、K_(DP)足、Z_(DR)环、CC环等双偏振特征体现出超级单体内粒子相态的变化。强回波后侧受衰减影响出现“V”型缺口甚至回波缺失,强回波区域内出现K_(DP)洞表明该区域存在大冰雹。冰雹增长时,回波强度增强、Z_(DR)和K_(DP)大值区减少、CC降低;冰雹降落时,融化层附近Z_(DR)增大、K_(DP)显著增加、CC降低。(3)泉州S波段雷达观测到钩状回波、有界弱回波、三体散射、风暴顶辐散等经典冰雹特征;HT和VIL快速下降体现出冰雹降落的特征;中气旋的增强和减弱对于判断超级单体的强弱变化有较好的指示意义。(4)X波段相控阵雷达探测细腻程度优于海沧S波段雷达,在有效回波内K_(DP)表现优于S波段雷达,在液态粒子探测方面X波段相控阵雷达更有优势。X波段相控阵雷达对15 dBZ以下和70 dBZ以上的回波探测能力低于S波段雷达,未探测到超级单体前侧的阵风锋,其探测强度较S波段雷达偏低约5~20 dBZ。
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关键词
冰雹
X波段双偏振相控阵雷达
协同观测
Z_(DR)
K_(DP)
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职称材料
题名
强降雹超级单体风暴湍流结构的双偏振回波特征分析
被引量：
3
1
作者
吴举秀
魏鸣
刁秀广
潘佳文
机构
山东省
气象
防灾减灾
重点
实验室
气象
灾害预报预警与评估协同创新中心/南京信息工程大学
山东省
气象
台
厦门市海峡气象开放重点实验室/厦门市气象局
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023年第1期139-149,共11页
基金
山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MD052)
国家自然科学基金项目(41675029)
+3 种基金
华东区域气象科技协同创新基金项目(QYHZ202101)
厦门市科技局项目(3502Z20214ZD4005)
山东省气象局面上课题(2018sdqxm08)
山东省气象局重点项目(2021sdqxz09)。
文摘
对流风暴通过湍流实现动量的传输,因此深入认识强对流风暴湍流结构的回波特征具有重要意义。本文关注5 m·s^(-1)以上的速度谱宽,对比分析了两次具有不同中气旋强度的强降雹超级单体风暴的湍流强度,揭示了气流结构和湍流增强的关系。结果表明:(1)强降雹超级单体在强上升气流区可存在中等或以上强度的湍流,阵风锋触发的超级单体在入流路径上也出现中等强度的谱宽,指示了较强湍流存在的可能。(2)超级单体内部湍流较强的地方在速度大切变区,通常速度切变强度较大的区域具有较强湍流,具有中等强度中气旋的超级单体最大谱宽约10 m·s^(-1),差分反射率因子ZDR在1 dB之内,回波强度超过35 dBZ,差分相移率KDP较大;具有强中气旋的超级单体强湍流区主要位于ZDR柱上部正负速度交会处,在中气旋附近谱宽高达16.5 m·s^(-1),靠近强回波核心一侧含有较多过冷水,相关系数(Correla‐tion Coefficient,CC)在0.96左右,KDP较大,另一侧回波强度稍低,CC低至0.85,KDP在0(°)·km^(-1)左右,存在霰粒子与上升气流带来的大雨滴。这些强湍流区域指示了动量传输的路径。(3)超级单体风暴上部具有最强湍流,上升气流下沉气流都很强,靠近下沉气流的地方湍流更强,可能和风的水平切变有关,强中气旋风暴下沉气流区谱宽高达17.5 m·s^(-1),其ZDR稍高于上升气流的,并且KDP为负值,上升气流KDP、ZDR分别在0(°)·km^(-1)、0 dB左右,具有中等强度中气旋的风暴则谱宽增大较小。强中气旋超级单体内具有更大湍流增强,研究结果为深入理解强风暴的湍流结构和动量传输提供了双偏振雷达的观测依据。
关键词
超级单体风暴
谱宽
湍流
双偏振特征
Keywords
Supercell storm
spectrum width
turbulence
dual polarization characteristics
分类号
P412.25 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
不同尺寸冰雹S波段双偏振雷达偏振量特征统计
被引量：
12
2
作者
吴举秀
潘佳文
魏鸣
顾瑜
机构
山东省
气象
防灾减灾
重点
实验室
/山东省大气探测技术保障中心
厦门市海峡气象开放重点实验室/厦门市气象局
气象
灾害预报预警与评估协同创新中心/南京信息工程大学
青岛市
气象
局
出处
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2022年第2期193-202,共10页
基金
山东省自然科学基金(ZR2020MD052)
国家自然科学基金(41675029)
+3 种基金
山东省气象局面上课题(2018sdqxm08)
山东省气象局重点课题(2021sdqxz09)
华东区域气象科技协同创新基金(QYHZ202101)
厦门市科技局项目(3502Z20214ZD4005)共同资助。
文摘
冰雹大小影响天气灾害的程度,为发展基于双偏振参量识别冰雹大小的算法,筛选了2019年、2020年山东省发生的33例冰雹事件,依据我国冰雹等级划分标准将其划分为小冰雹、大冰雹、特大冰雹,基于湿球0℃及冰雹融化特性确定了7个高度层,探讨了3类冰雹在不同高度层的双偏振参量分布特征,并获得了冰雹的偏振参量阈值。研究表明:在相同高度,冰雹越大雷达水平反射率因子Z_(h)中位数越大、差分反射率因子Z_(dr)中位数越小且基本为正值,但在-10~-20℃层,大冰雹的Z_(dr)中位数易呈现负值;相关系数CC中位数随冰雹增大或高度降低而减小,但特大冰雹在0℃层到H0℃-1 km(0℃层下1 km)之间由于融化比例较小CC反而会稍大;冰雹差分相移率K_(DP)中位数在0℃层以上为0°/km左右,在0℃层以下随高度降低冰雹融化而增加;大冰雹或特大冰雹基本特征是Z_(h)大、CC小、Z_(dr)小,CC可低至0.7以下,所有冰雹的Z_(dr)、K_(DP)可出现负值,小冰雹Z_(dr)大于0 dB的情况较多,特大冰雹Z_(dr)接近0 dB;-20℃层以上的Z_(h)、0~-20℃层的CC和Z_(h)、0℃层以下的CC、Z_(h)、Z_(dr)对冰雹大小比较敏感。
关键词
S波段双偏振雷达
冰雹偏振特征
冰雹大小识别
冰雹融化特性
偏振参量阈值
Keywords
S-band dual polarization radars
polarization characteristics of hails
hail size discrimination
properties of melting hails
threshold of polarization parameters
分类号
P412.25 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
2022年3月26日闽南地区冰雹过程多源雷达特征分析
3
作者
梁秋枫
郑辉
苏蕾
郭秀凤
机构
中国民用航空
厦门
空中交通管理站
出处
《热带气象学报》
2025年第4期504-518,共15页
基金
福建省自然科学基金:项目(2022J011081)资助。
文摘
利用福建厦门海沧X波段双偏振相控阵雷达、S波段多普勒双偏振天气雷达和福建泉州S波段多普勒单偏振天气雷达,结合常规气象观测资料,对2022年3月26日发生在闽南地区的一次冰雹过程进行分析,得到以下结论。(1)利用三部雷达对冰雹超级单体进行协同观测,可获得更加全面的雷达冰雹特征,有利于提高灾害性天气的预警能力。(2)厦门海沧X波段相控阵雷达完整观测到10 min内钩状回波演变形成的过程,Z_(DR)弧、K_(DP)足、Z_(DR)环、CC环等双偏振特征体现出超级单体内粒子相态的变化。强回波后侧受衰减影响出现“V”型缺口甚至回波缺失,强回波区域内出现K_(DP)洞表明该区域存在大冰雹。冰雹增长时,回波强度增强、Z_(DR)和K_(DP)大值区减少、CC降低;冰雹降落时,融化层附近Z_(DR)增大、K_(DP)显著增加、CC降低。(3)泉州S波段雷达观测到钩状回波、有界弱回波、三体散射、风暴顶辐散等经典冰雹特征;HT和VIL快速下降体现出冰雹降落的特征;中气旋的增强和减弱对于判断超级单体的强弱变化有较好的指示意义。(4)X波段相控阵雷达探测细腻程度优于海沧S波段雷达,在有效回波内K_(DP)表现优于S波段雷达,在液态粒子探测方面X波段相控阵雷达更有优势。X波段相控阵雷达对15 dBZ以下和70 dBZ以上的回波探测能力低于S波段雷达,未探测到超级单体前侧的阵风锋,其探测强度较S波段雷达偏低约5~20 dBZ。
关键词
冰雹
X波段双偏振相控阵雷达
协同观测
Z_(DR)
K_(DP)
Keywords
hail
X-band dual polarization phased array radar
collaborative observation
Z_(DR)
KDP
分类号
P412.25 [天文地球]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强降雹超级单体风暴湍流结构的双偏振回波特征分析
吴举秀
魏鸣
刁秀广
潘佳文
《高原气象》
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
2
不同尺寸冰雹S波段双偏振雷达偏振量特征统计
吴举秀
潘佳文
魏鸣
顾瑜
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2022
12
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职称材料
3
2022年3月26日闽南地区冰雹过程多源雷达特征分析
梁秋枫
郑辉
苏蕾
郭秀凤
《热带气象学报》
2025
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