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强雷暴环境的客观预报:决策树与区域业务数值天气预报模式

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气象科技 1999年第4期27卷 14-24页

作者： G.A.Mills J.R.Colquhoun 澳大利亚气象研究中心墨尔本澳大利亚澳大利亚气象局悉尼

澳大利亚区域业务数值天气预报模式的输出产品已被用作为热力学和动力学场输入到决策树中,该决策树用于诊断雷暴产生的可能性以及产生雷暴的环境是否会进一步导致强雷暴、超级单体或龙卷超级单体雷暴的发生。在所描述的强天气观测的目... 详细信息

澳大利亚区域业务数值天气预报模式的输出产品已被用作为热力学和动力学场输入到决策树中,该决策树用于诊断雷暴产生的可能性以及产生雷暴的环境是否会进一步导致强雷暴、超级单体或龙卷超级单体雷暴的发生。在所描述的强天气观测的目标个例中,系统成功地识别了强雷暴而且大致区分出龙卷和非龙卷事件。研究结果表明:当与区域数值天气预报模式相结合时,Colquhoun 的雷暴决策树有能力为雷暴区、强雷暴、龙卷雷暴区的预报以及判断这些雷暴是否可能伴有暴洪、下击暴流、强风等提供指导。强天气目标个例研究的结果表明:就所观测的强天气的位置及类型而言,上述方法的准确度很高。如果这些结果能够重现于业务实践中,该系统将对预报人员十分有益。33 天的试验结果表明:虽然根据公认的相当宽松的主观判据确定的错误报警数量相对较低以及预报准确的数目相对较高,但过多的空间超报使得个例研究的结果并未出现。这些结果表明:决策树系统可以提供一个有用的警报系统,该系统构成澳大利亚业务工作中确定雷暴监视区的基础。

关键词：强雷暴决策树数值天气预报雷暴预报

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强雷暴中复杂电荷结构的数值模拟

强雷暴中复杂电荷结构的数值模拟

作者：陆干沂南京信息工程大学

学位级别：硕士

为了进一步认识强雷暴中复杂电荷的形成过程,本文利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,模拟分析了STEPS计划中2000年6月29日的一次强雷暴过程,讨论了正地闪频发需要的条件,分析了电荷结构的演变特征和形成原因。得到以下结论：(1)云闪的... 详细信息

为了进一步认识强雷暴中复杂电荷的形成过程,本文利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,模拟分析了STEPS计划中2000年6月29日的一次强雷暴过程,讨论了正地闪频发需要的条件,分析了电荷结构的演变特征和形成原因。得到以下结论：(1)云闪的发生需要较强的上升气流,绝大多数云闪发生的位置较高、电荷密度较大的主正负电荷区之间。而正地闪的发生不仅需要更强的上升气流,还需要云低层存在强的下沉气流,即正地闪发生在强雷暴云成熟阶段后期,对应固态降水强度最大时段。(2)当强雷暴中存在较强的上升气流,而无明显的下沉气流时,电荷主要分布在上升气流区,呈正常的三极性结构。当雷暴的强度进一步增强,且伴随着明显的下沉气流和强降水时,上升气流区和下沉气流区均有正负电荷区出现,电荷的分布开始变得复杂。此时,云内主上升气流区内的各电荷区被强上升气流抬升,短暂地呈现反三极性结构。(3)正地闪频发时间段的上升气流区中,由于强上升气流区对水汽更强的输送,在混合相态区域,有足够高的有效液水含量ELWC,非感应起电机制作用使得霰粒子在相对更低的温度下也获得了正电荷,电荷反转温度更高,形成了中部电荷密度较大、范围较深厚的正电荷区。而下沉气流区中为正负交替的五层结构,在低层区域,感应起电作用明显,下落到这里的霰粒和冰雹通过感应起电机制带负电荷。(4)由于雷暴云上部负电荷区中部分带负电荷的霰和雹粒子被下沉气流输送到低层,及低层区域感应起电机制的共同作用,使上升气流区外围的对流降水区中的霰和雹粒带上负电荷,在近地面形成一个较强的、范围较大的负电荷区。强雷暴云中下部存在的这个偶极性电荷结构为正地闪的发生提供了有利条件。正地闪发生阶段对应着上升气流、雹粒子体积和总闪的快速增强阶段。因此,强雷暴中正地闪的发生可作为雷暴强度及冰雹形成的一个指示因子,反极性电荷结构的出现也预示着雷暴有更强的强度和更大的灾害性。

关键词：强雷暴正地闪上升下沉气流霰雹粒子起电机制电荷结构

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登陆台风对陕西一次强雷暴天气的作用

气象科学 2005年第3期25卷 312-318页

作者：刘勇陕西省气象台西安710015

利用常规的天气图和物理量资料对1994年8月5～6日发生在陕西中部的一次区域性大风、冰雹、强暴雨天气进行诊断分析,结果表明:登陆台风的北上使得副热带高压东退,导致西风槽向东移动,带来弱冷空气,触发了陕西中部不稳定能量的释放。登陆... 详细信息

利用常规的天气图和物理量资料对1994年8月5～6日发生在陕西中部的一次区域性大风、冰雹、强暴雨天气进行诊断分析,结果表明:登陆台风的北上使得副热带高压东退,导致西风槽向东移动,带来弱冷空气,触发了陕西中部不稳定能量的释放。登陆台风向暴雨区输送了大量的能量和水汽。850hPa偏东急流左前侧的辐合区与200hPa西南急流入口区右侧辐散区重叠,产生的急流次级环流为强雷暴提供了持续强劲的上升运动。

关键词：登陆台风强雷暴次级环流

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河南省强雷暴地闪活动与雷达回波的关系探析

气象 2010年第2期36卷 54-61页

作者：张一平王新敏牛淑贞范学峰吕晓娜周红俊河南省气象台郑州450003 河南省气象局郑州450003 河南省大气探测技术保障中心郑州450003

利用ADTD雷电定位显示监测系统资料和郑州714CD多普勒雷达回波资料,对河南省2004--2006年8次雷雨大风伴局地冰雹和强暴雨两类强雷暴天气的地闪和雷达回波的特征及关系进行了分析,从观测事实出发,分析了河南8次强雷暴地闪活动与雷达回波... 详细信息

利用ADTD雷电定位显示监测系统资料和郑州714CD多普勒雷达回波资料,对河南省2004--2006年8次雷雨大风伴局地冰雹和强暴雨两类强雷暴天气的地闪和雷达回波的特征及关系进行了分析,从观测事实出发,分析了河南8次强雷暴地闪活动与雷达回波的关系。结果表明:大风冰雹类回波强度为50～60 dBz,暴雨回波强度一般为40～55 dBz。暴雨地闪频数明显多于大风冰雹类;大风冰雹类天气以正闪为主,正闪比例在50%以上,暴雨正闪比例在6%以下;最大正、负闪强度可以出现在强雷暴过程的开始、持续、结束时段。块状单体回波出现或出现前,地闪已经出现,移动过程中的强回波带,少量地闪出现在强回波移动方向的前方20～30 km内,此地闪能很好地预示强回波未来移动方向;对于暴雨类天气,地闪不能很好预示降水的开始,地闪频数的增加预示强暴雨进入持续阶段,地闪减弱比暴雨回波减弱有明显的提前量。雷雨大风冰雹和暴雨持续阶段其正闪密集区和负闪密集区都同40 dBz的强回波区有很好的对应关系。雷雨大风持续阶段地闪数频数突增,整个时段地闪频次具有单峰特征;暴雨整个时段地闪频次具有双峰或多峰值特点以及高频数地闪持续性特点;1小时地闪频数强暴雨远大于雷雨大风冰雹类。暴雨类0℃、-10℃、-20℃层高度及云顶高度一般高于大风冰雹类,△H_(-10～0℃),△H_(-20～0℃),△H_((?)～0℃)三层高度差也大于大风冰雹类。

关键词：强雷暴地闪雷达回波

2019年呼和浩特一次强雷暴天气过程综合分析

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气象科学 2021年第3期41卷 417-426页

作者：李松如石茹琳孙豪内蒙古自治区雷电预警防护中心呼和浩特010051 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

利用NCEP再分析资料、雷达、卫星资料以及闪电定位资料对2019年7月27日呼和浩特市一次强雷暴天气过程进行了综合分析。结果表明:此次雷暴过程主要受贝加尔湖低压中心和蒙古高原高空槽东移影响;雷暴发生前,K指数和CAPE等不稳定参数均超... 详细信息

利用NCEP再分析资料、雷达、卫星资料以及闪电定位资料对2019年7月27日呼和浩特市一次强雷暴天气过程进行了综合分析。结果表明:此次雷暴过程主要受贝加尔湖低压中心和蒙古高原高空槽东移影响;雷暴发生前,K指数和CAPE等不稳定参数均超过阈值,大气层结呈现上干冷下暖湿的不稳定形势,并且垂直方向上低空辐合、高空辐散的结构与强烈的上升气流相配合,为雷暴天气的发生提供了有利条件;在整个雷暴过程中负地闪占主导地位,但雷暴的不同发展阶段地闪分布不同,在雷暴发展及成熟阶段,负地闪数明显多于正地闪数,而在雷暴消散阶段,正地闪数大幅增加,甚至超过负地闪;闪电多分布于强回波区域,但闪电频数最高的地方不一定与强回波中心相对应;地闪的落区主要位于云顶温度低于240 K的区域,对应的云顶相态为冰相和混合相。

关键词：强雷暴物理量场地闪雷达回波云顶温度

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江苏省南京地区1次强雷暴天气过程分析

安徽农业科学 2009年第2期37卷 746-750页

作者：刘若冰陈渭民南京信息工程大学遥感学院江苏南京210044 江苏省气象灾害重点实验室江苏南京210044

强对流天气是夏季长江中下游地区多发的灾害性天气,其天气过程的产生和发展受诸多内外因素的影响,如水汽条件、大气垂直运动等。2008年5月27日12:19在江苏省南京地区发生的强雷暴天气是1次典型的强对流过程。笔者通过运用多途径分析方... 详细信息

强对流天气是夏季长江中下游地区多发的灾害性天气,其天气过程的产生和发展受诸多内外因素的影响,如水汽条件、大气垂直运动等。2008年5月27日12:19在江苏省南京地区发生的强雷暴天气是1次典型的强对流过程。笔者通过运用多途径分析方式去分析此次过程,使用较为全面的探测资料力求更加准确地分析判断雷暴生命期特征。分析结果表明:雷暴之前南京地区持续高温使该地蓄积了大量不稳定能量是此次雷暴的先决条件,充足的水汽供应、强烈的大气垂直运动及大气中的不稳定层结为此次雷暴天气提供了必要的条件,南下的冷空气触动了不稳定能量是此次雷暴的诱发因素。

关键词：强雷暴天气图气象物理参数卫星云图多普勒天气雷达图江苏省南京地区

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海拉尔一次强雷暴天气的多普勒雷达图象分析

安徽农业科学 2011年第11期39卷 6616-6617,6625页

作者：杨春荣王爱军王洪丽张平安内蒙古呼伦贝尔阿荣旗气象局内蒙古阿荣旗162791 内蒙古呼伦贝尔气象局内蒙古海拉尔021008

利用常规天气资料和多普勒雷达资料产品,分析了2008年7月21日海拉尔周遍地区的强雷暴天气。结果表明,强雷暴天气一般产生在低层要有切变线等触发机制的不稳定能量大气环境中。当多普勒雷达图象上出现窄带回波即出流边界时,在其后部易产... 详细信息

利用常规天气资料和多普勒雷达资料产品,分析了2008年7月21日海拉尔周遍地区的强雷暴天气。结果表明,强雷暴天气一般产生在低层要有切变线等触发机制的不稳定能量大气环境中。当多普勒雷达图象上出现窄带回波即出流边界时,在其后部易产生强雷暴天气。

关键词：雷达回波出流边界强雷暴

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一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析

安徽农业科学 2011年第28期39卷 17511-17513页

作者：唐明晖陈德桥张海尹忠海湖南省气象台湖南长沙410007 南京信息工程大学江苏南京210044 湖南省衡阳市气象局湖南衡阳421001

[目的]研究一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析。[方法]在前人分析的基础上,对2008年4月8日湖南一次强雷暴发生前、维持发展中、消失前的不同阶段的VWP产品特征进行详细的分析。[结果]在雷暴出现前,低层"ND"层的破坏预示着水汽含量层的... 详细信息

[目的]研究一次强雷暴过程中的VWP产品特征分析。[方法]在前人分析的基础上,对2008年4月8日湖南一次强雷暴发生前、维持发展中、消失前的不同阶段的VWP产品特征进行详细的分析。[结果]在雷暴出现前,低层"ND"层的破坏预示着水汽含量层的增厚,中层干冷空气的侵入导致了层结的不稳定;雷暴维持期间,低层强的垂直风切变会导致强雷暴发展,边界层冷空气渗透导致雷暴达到最强盛阶段,地面出现冰雹天气;雷暴消失前(17:59后),整个风场转为连续"ND"层的一个趋势表明强对流云已远离雷达所在地,预示着雷暴结束。[结论]该研究为预报员做雷暴预警提供参考依据。

关键词：强雷暴 VWP产品 “ND”层特征分析

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南疆柯坪强雷暴天气的分析

气象 2011年第7期37卷 880-888页

作者：张俊兰新疆阿克苏地区气象局阿克苏843000

利用NCEP 1°×1°的6小时再分析资料和常规观测资料以及位于南疆阿克苏新一代C波段多普勒天气雷达资料,分析了2009年8月19日发生在南疆阿克苏地区柯坪县的强雷暴天气。分析显示,β中尺度切变线和地面中低压、辐合线是雷暴的直接影响系... 详细信息

利用NCEP 1°×1°的6小时再分析资料和常规观测资料以及位于南疆阿克苏新一代C波段多普勒天气雷达资料,分析了2009年8月19日发生在南疆阿克苏地区柯坪县的强雷暴天气。分析显示,β中尺度切变线和地面中低压、辐合线是雷暴的直接影响系统,其水汽源于塔里木盆地东部和中部地区,水汽输送集中在低层,低空偏东急流为水汽输送发挥了重要作用,雷暴发生前对流有效位能有一个增大的过程。雷暴从暴雨雷暴发展为雹暴,持续时间超过1小时。在雷暴单体成熟期,雹暴中层反射率呈现回波悬垂和弱回波区。

关键词：强雷暴 β中尺度切变线低空偏东急流对流有效位能弱回波区