多普勒天气雷达原理与应用7-1-强冰雹的雷达探测和预警(2)

例子52004年5月21日安徽巢湖冰雹个例5月21日21时至22日0时40分，巢湖市所属的居巢区、含山、和县、无为共10个乡镇遭受冰雹袭击，冰雹直径普遍为2—4厘米，最大有6厘米，受灾乡镇收割油菜但未收仓的损失严重，平均减收4-5成；和县四乡镇的经果林（西瓜、桃子、李子等）脱落严重，将造成严重减产，另外，和县西埠镇的禽鸭养殖大户有100多间约9000平方米的养殖大棚被冰雹砸坏。天气背景500hpa2004052120:00700hpa2004052120:00850hpa2004052120:00Surface2004052120:00Surface2004052120:00（zoom）Surface2004052202:00Surface2004052205:00Surface2004052208:00安庆站：04052108:00安庆站：04052120:00南京站：04052120:00雷达回波全天演变分裂超级单体风暴演变综合图垂直剖面图上时间为世界时分裂超级单体风暴演变分裂超级单体风暴演变2004052122:292004052122:352004052122:412004052122:472004052122:532004052122:592004052123:062004052123:122004052123:182004052123:242004052123:302004052123:362004052123:422004052123:542004052200:002004052200:062004052200:1221May23:0621May23:1221May23:2421May23:3021May23:3621May23:4221May23:4821May23:5422May00:00个例6：2002年5月27日皖北强超级单体雹暴2002年5月27日下午，在安徽北部出现了一系列的强对流风暴，其中造成严重灾害的是其中的一个强烈的经典超级单体风暴，该超级单体历经约2个半小时，其间自西北向东南方向约移动了90公里，风暴路径（包括风暴的起始阶段）如图2a所示。安徽省北部大片地区出现大风、冰雹和强降水天气。其中受灾最严重的蚌埠市5月27日下午16点58分出现31米/秒的狂风，同时伴随者冰雹和大雨。农作物大面积受灾，倒塌房屋1374间，两人死亡，53人受伤，蚌埠市直接经济损失1.92亿元，这次灾害总的经济损失约4.54亿元。此次超级单体风暴的强烈程度和典型性在我国有观测资料记录的超级单体个例中是前所未有的。02.5.27风暴路径5月27日14时5月27日08时阜阳站T_lnp图5月27日08时徐州站T_lnp图13：2213：4014：0514：3015：1215：3715：5516：0716：1316：1916：2516：3116：3716：4316：4916：5517：0217：0817：1417：2017：2617：3217：3817：5618：1416：55160115431655175016251655175000.51.53.54.316：55例子7：2002年7月1日天津雹暴2002年07月01日的冰雹天气，是汛期降雹直径最大的一次，观测到的冰雹最大直径达40mm（武清防雹区外），降雹持续时间约20分钟，同时还伴有雷雨及短时大风，给天津市工、农业生产造成了一定影响。7月1日16:297月1日17：057月1日17:487月1日18：067月1日18:067月1日18:067月1日18:067月1日18:187月1日18:187月1日18:187月1日18：187月1日18：247月1日18：247月1日18：307月1日18：307月1日18：367月1日18：367月1日18：367月1日18：427月1日18：427月1日18：427月1日18：427月1日18：427月1日18：487月1日18：487月1日18：487月1日19：017月1日19：017月1日19：017月1日19：017月1日19：447月1日20：036月3日17：00—19：30，张家界市大部分地区遭受大风冰雹袭击，冰雹最大重达0.5kg（11cm），冰雹铺地厚约3cm，最大风力达11—12级。据统计，全市有25个乡镇31.364万人受灾，农作物受灾面积16687公顷，成灾10300公顷，绝收4767公顷；房屋倒塌1041间，损坏房屋40523间；慈利三条线道堵塞，其中慈张线交通中断约3h，吹断、打断电杆400多根，损坏高压线路100km之多，4个乡镇通讯、照明中断。这次灾害全市直接经济损失8895万元，农业直接经济损失6105万元。例子8：2003年6月3日张家界特大雹暴鄂西站探空2003年6月3日17:25不同仰角的基本反射率因子图2003年6月3日17:25不同仰角的基本速度图2003年6月3日17：56不同仰角反射率因子图2003年6月3日17：56不同仰角基本速度图例子9：连云港雹暴与三体散射2004年6月26日下午，受东北冷涡影响，连云港市境内爆发了一系列强风暴，前后共发生了二次冰雹过程。第一次冰雹过程从13时54分(北京时)开始，影响赣榆、东海和灌云县的部分乡镇，冰雹最大直径5mm，持续时间约10min左右；第二次冰雹过程从16时40分开始，东海县双店、曲阳、种畜场和安锋等九个乡镇先后出现了不同程度的冰雹(一般直径5mm)和大风(7～10级)天气，其中曲阳乡、种蓄场和安锋镇最大风力达24m∕s以上，冰雹最大直径30mm，平地积雹深度达70mm。16:58(a)(c)(b)(d)(e)(h)(f)(i)(g)0510km图32004年6月26日16时52分江苏东海风暴的反射率因子(a～c)、径向速度(d～f)和谱宽(g～i)产品(a)+(b)(c)(d)WERAB图52004年6月26日17时11分的反射率(a～c)和沿220°径向反射率因子垂直剖面(d)产品(自上至下各PPI的仰角分别为4.3°、5.3°和6.2°，大于65dBz的强核呈悬垂状，最大反射率因子值为67dBz，强核产生了三体散射和弱回波区)(b)(c)(a)0510km2004年6月26日17时58分的反射率(a～c)产品(自左至右各PPI的仰角分别为4.3°、5.3°和6.2°)灾情天气背景雷达回波特征例子10：龙岩2002年12月19日冬季冰雹过程实况2002年12月19日，受冷暖空气共同影响，闽南及粤东出现了冬季少有的雷暴强对流异常天气过程，在15:49-16:38分福建省平和、诏安和广东饶平、18:24-18:49分广东丰顺出现了明显的降雹过程，其中诏安县秀篆镇出现2cm左右的冰雹，饶平县北部山区有冰雹出现，其中黄岗镇有2cm左右的冰雹，丰顺县潘田镇出现了2-3mm的冰雹，同时测站在18时22分出现飑线：气压升至1011.1百帕，温度降至18度，湿度达96%，风向由偏北风突转为西南风。天气形势从12月中旬初开始，南支系统活跃，孟加拉湾南支槽发展，东亚为宽低槽控制，高空多短波系统活动，不断有小槽东移影响，暖湿气流较强，闽南粤东上空盛行西南气流，温度回升。12月17日西南倒槽强烈发展，温度显著回升。12月19日前后地面有一股冷空气扩散南下，14时锋区位于福鼎、建阳、长汀、寻乌、梧州一带，闽南及粤东处于锋前暖区内，从08时形势可以看出：850hpa低空在湖南彬州附近有一低涡切变，闽南、粤东处于切变南侧西南气流内，500hpa处于南支槽前西南急流发展强盛，风速大于20米/秒。同时从19日08时的零度层高度在600hpa附近，-20度层高度则在400hpa以下，这都是有利于冰雹形成的天气条件。此次降雹过程发生在广东饶平、福建的诏安、平和，距本站约100公里，持续时间约50分钟。产生此次降雹的风暴单体是从广东丰顺附近发展起来的局地对流单体中分离出来的，在整个东北偏东移过程中风暴基本以单体的形式出现，风暴后期几块对流体合并移入海上逐渐消亡。从组合反射率（38）产品可以看出，该风暴维持了近五个小时（15:13—20:02），强回波中心都在50dBZ以上，强中心所在的高度都在3千米以上，并出现了中气旋，风暴顶（风暴顶强度阀值为30dBZ）发展初期为近6千米，后基本维持在8—10千米的高度上，回波顶高（回波顶强度阀值为18.3dBZ）除发展初期的四个体扫维持在8-11千米外都在11千米以上。此次降雹过程出现在15:49分到16:38分，持续约50分钟，15:49分强中心达60dBZ，所在的高度由3.6千米上升到5.6千米，回波顶高达11.6千米，在16：13分回波强度增大到68dBZ，16:38分强回波中心的高度下降到3.0千米。组合反射率因子（15时49分至16时38分）风暴有明显的随高度向右倾斜的结构弱回波区“三体散射”现象在15：49分1.5度仰角（高度约5.8千米）的反射率图上首先出现该现象，此时强回波达60dBZ，随后在0.5、2.4度仰角，即在3.2-7.4千米的高度上也相继出现。此现象一直维持到16:31分，长达42分钟之久。其中16：25分1.5度仰角的反射率图最为明显：强回波中心达68dBZ，伸展的长钉约21公里。同时我们从速度图上也能反映该现象：16:25分1.5度仰角的基本速度图上表现为沿径向方向伸展出的径向速度接近零值区域。在此次冰雹过程中利用风暴相对径向速度产品能很好的揭示风暴各层的运动情况。冰雹发展初期15:43分0.5度仰角（高度3.4千米）已显示出弱辐合，此后辐合开始加强并出现旋转，同时向高仰角发展，到16:19分从0.5度（高度4.8千米）到2.4度（高度6.9千米）仰角图上都显示出气旋特性，3.4度（高度8.6千米）则表现为辐散性气旋，到4.3度仰角（高度9.4千米）图上则显示出辐散特性，说明此时风暴内气流的上升运动强盛并伴有旋转，计算此时的风暴转动速度为15米/秒，半径小于10公里，垂直延伸厚度大于3公里，按照中气旋识别的转动速度判据可知此时风暴可判别为弱的中气旋。此后风暴的旋转半径明显加大，气旋特性开始减小，16:38分3.4、4.3度仰角图呈明显的辐散特性，低层则表现为辐合，说明风暴旋转高度明显降低。从垂直积分液态含水量产品中可以看出，VIL值在降雹过程中都大于30kg/m2，在16:19分达最大值40-45kg/m2，到16:38分减小到30-35kg/m2。在此次降雹过程中，VIL值比春、夏季出现对流天气时的VIL值偏小，说明VIL值将随气团、季节和地理位置不同而异。垂直液态含水量CASE420070330青岛烟台强雹暴2007年3月30日19时至21时，青岛市的莱西测站以北地区、平度的北部地区出现冰雹，记录到的冰雹最大直径为8mm，其中莱西的个别地区积雹厚度达1-2厘米。在该过程中，山东半岛北部的莱州等地也出现冰雹，记录的最大冰雹直径23mm。没有灾情报告（因为此时地里农作物还没有长起来）。灾情Surface200703302000天气背景济南200703300800青岛200703300800济南200703302000青岛200703302000500-0703302000平直西风和暖脊700-0703302000短波槽与急流和暖脊850-0703302000短波槽与低空急流Surface200703300800Surface200703301100Surface200703301400Surface200703301700Surface200703302000Surface200703302300Surface200703310200Ir200703301930雷达回波陈晓燕提供素材2009年4月14日黔西南超级单体雹暴实况2009年4月14日傍晚，位于青藏高原东南侧斜坡地带的黔西南州，在热低压的控制下，水汽条件并不充沛，也无冷空气影响的情况下，出现了一次强雹暴天气，影响了黔西南州兴义市、兴仁县和安龙县，带来了兴义市境内20mm和安龙县境内40mm的大冰雹和局地大风天