新一代天气雷达不同类型降水回波的谱宽分析

作     者：苗子书 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔哲虎;刘黎平;邱崇践

授予年度：2006年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：多普勒天气雷达 谱宽 回波强度 速度 

摘      要：速度谱宽作为新一代天气雷达的三个基本产品之一，它可提供由于风切变、湍流和速度样本质量引起的平均径向速度变化的观测。由于谱宽与速度联系紧密，因而研究谱宽对进一步了解风场、风场变化和降水系统的发展有一定的指示意义。本文利用呼和浩特多普勒天气雷达和赤峰多普勒天气雷达观测资料，对降雪和降雨天气多普勒天气雷达体扫速度谱宽资料进行分析。通过对不同降水系统速度谱宽的特征分析、速度谱宽与回波强度、速度、距离的关系研究及速度谱宽与降水系统发展的关系研究，初步得到以下结论： (1) 地物回波造成的速度谱宽与降水回波引起的速度谱宽有很大的差异。地物回波造成的速度谱宽在位置上很少变化，基本上是零值带，或是零值带的中间存在一些非零值区。降水回波产生的速度谱宽值比地物回波引起的速度谱宽值大，而且随降水系统的发展而不断变化。 (2) 对流性降雨、层状云降雨和降雪天气过程的速度谱宽分布特征有明显的差异。对流性降雨的速度谱宽平均值最大，为2.5m／s。层状云降水的速度谱宽均值为2.1m／s。降雪天气过程的速度谱宽均值最小，为1.8m／s。对流性降雨、层状云降雨和降雪天气过程的速度谱宽垂直分布有明显的差异。 (3) 降雨过程中，对比径向速度和速度谱宽分布特征，可看出：速度谱宽值的大小与径向速度大小有较好的对应关系，多普勒径向速度较大的区域对应的速度谱宽值也较大;多普勒径向速度较小的区域对应的速度谱宽值也较小。在降雪过程中，速度谱宽值并不随径向速度的增大而增大，而是呈现出不规律的变化趋势。 (4) 降雨和降雪过程中，速度谱宽值的大小与距离的变化没有根本的联系。在不同的距离区间上，速度谱宽值的变化时而增加、时而减小，没有一定的变化趋势，这表明，速度谱宽与降水粒子距离雷达的距离没有太大的关系。 (5) 速度谱宽值在各降水系统发展初期、成熟阶段和消亡期呈现出逐渐减小的变化趋势。降雪天气过程，速度谱宽值的变化不是很明显。 (6) 速度谱宽值的大小与中尺度系统有着密切的关系。由于中尺度系统与暴雨和强对流天气有关，因而中尺度系统存在的区域常常会有较大的速度谱宽