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一次强冰雹超级单体风暴双偏振参量特征分析: 2024年; 利用济南S波段双偏振多普勒天气雷达资料、章丘探空和地面常规气象观测资料及灾情调查,对2021年7月9日发生在济南章丘的一次特大冰雹超级单体风暴双偏振和微物理结构特征进行了分析。结果表明:冷涡天气背景下,强的垂直风切变和强的对流有效位能,利于超级单体的形成与维持。阵风锋是风暴触发机制,也是风暴长时间维持机制。初始风暴由阵风锋触发,经过合并发展产生超级单体。成熟阶段,风暴西侧与阵风锋交汇区域不断激发新生单体,并与主体合并,风暴长时间维持。风暴顶强辐散是中气旋长时间维持和风暴顶高度较高的关键因子之一。特大冰雹阶段风暴底层右后有明显的入流缺口,其前侧有差分反射率(Z_(DR))弧,表现为少量大的液态粒子或小的湿冰粒子,入流缺口左侧强反射率因子区对应小的Z_(DR)和小的相关系数,为冰雹降落区。垂直结构上,强上升气流区一侧存在深厚的有界弱回波区,0℃层高度之下分布有Z_(DR)环,有界弱回波区内及上方存在Z_(DR)柱,且高度较高,含有少许偏大的液态或融化的小的冰相粒子。较高的Z_(DR)柱表明风暴内上升气流强盛且高度较高,利于风暴的发展与维持以及冰雹粒子的湿增长。; 李芳刁秀广魏鸣

强冰雹和强降水超级单体风暴双偏振特征差异性: 2024年; 利用青岛双偏振多普勒天气雷达资料和常规观测资料以及区域气象观测站资料,对2019年8月16日发生在山东诸城的一次强冰雹超级单体风暴和2020年8月3日发生在山东高密的一次强降水超级单体风暴双偏振特征差异性进行分析。结果表明:(1)风暴低层上升气流区一侧都存在明显的Z_(DR)弧,强上升气流区周围都分布有Z_(DR)环、深厚的Z_(DR)柱和K_(DP)柱。(2)主要差异包括诸城强冰雹超级单体风暴的强度明显较强,强中心高度明显较高,中气旋旋转强度和风暴顶辐散强度明显较强,但Z_(DR)柱与K_(DP)柱高度较低,Z_(DR)柱与K_(DP)柱宽度明显较窄,强的中气旋旋转强度和风暴顶辐散强度有利于强回波核的悬垂及冰雹增长;高密强风暴更加宽阔、深厚的上升气流将浓度较高的液态或小的湿冰粒子带至较高高度,Z_(DR)柱与K_(DP)柱高度较高。(3)湿度垂直分布和风场垂直廓线对风暴强度与天气实况起到关键作用。诸城强风暴产生在较干的湿度垂直分布和西北气流环境条件下,以强冰雹为主;高密强风暴产生在较湿的湿度垂直分布及西南气流环境条件下,以高强度降雨为主。; 刁秀广; 关键词：双偏振微物理

一次伴随超级单体风暴强对流天气成因机制分析: 2023年; 利用常规观测、FY-2气象卫星、多普勒雷达观测资料以及NECP的FNL(1°×1°)逐6 h再分析资料对2017年3月17日内蒙古东南部强对流天气进行分析。结果表明:高空东北冷涡西侧横槽南摆,不断引导干冷空气向南输送,低层切变辐合、西南低空急流以及午后地面辐射增温、温度差动平流,使得“上干冷下暖湿”不稳定层结进一步加强,是导致强对流天气发生的重要原因;水汽通量散度低层辐合,中高层辐散,有利于上升运动的发展;强对流爆发前不稳定能量有明显的积累,KI明显跃增,异常的对流有效位能、中等强度的0~6 km垂直风切变、850 hPa与500 hPa温度差≥28℃、假相当位温垂直递减率大等有利的热力和动力不稳定条件;中尺度对流系统MCS一直位于地面中尺度辐合线和露点锋叠置区,中尺度辐合线和露点锋是MCS和强对流爆发的主要触发机制,两者叠置并长时间维持加强;雷达回波反射率因子剖面有弱回波、回波悬垂,50~60 dBz强回波延伸到-20℃层高度之上,50 dBz以上的强反射率因子扩展到11 km,是较为典型的大冰雹特征;径向速度剖面上中层辐合,高层辐散,抽吸作用有利于强对流的发展;6~9 km有±15 m·s^(-1)速度对,表明有中气旋和超级单体对流风暴;降雹前10~15 min,垂直液态水含量(VIL)有明显跃增,对冰雹预警有一定的指示意义。; 张桂莲常欣霍志丽; 关键词：MCS 中气旋超级单体风暴

多个超级单体风暴诱发的EF3级强龙卷特征分析被引量：1: 2023年; 2021年6月25日内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗发生了历史罕见的EF3级强龙卷,导致6人死亡,大量建筑物等严重损毁。利用常规高空和地面观测、区域自动气象观测站、FY4卫星云图、河北省张北CB型多普勒雷达等观测资料,以及NCEP(1°×1°)逐6 h再分析资料对这次强龙卷过程进行分析。结果表明:此次龙卷发生在前倾槽不稳定层结环境背景下,较强的对流层中低层条件不稳定(850 hPa与500 hPa温度垂直减温率约为7.7℃·km-1)、低层丰富的水汽、中等强度的对流有效位能和强的0~6 km垂直风切变为超级单体风暴形成提供了有利环境背景。此外,0~1 km风矢量差为8 m·s^(-1),抬升凝结高度为1.0 km,为超级单体龙卷的发生提供了相对有利的环境条件。与地面干线伴随的辐合线触发了产生龙卷的母风暴,随后演变为超级单体,其雷达反射率因子呈现典型的钩状回波、低层暖湿气流入流缺口、低层弱回波区和中高层回波悬垂,以及中等强度的中气旋等特征;龙卷的生成和消亡过程中有三个超级单体风暴相继形成,都呈现为孤立的对流风暴形态,龙卷发生在其中一个超级单体钩状回波的顶端,在前侧上升气流和后侧下沉气流交界处,雷达分析的基于中气旋强度演变的龙卷可能起始时间和路径与现场调查时间十分吻合。除了强龙卷,这系列超级单体还产生了大冰雹和直线型对流大风(雷暴大风),强回波中心自低到高明显倾斜,最大反射率因子高达65 dBz,径向速度图上除了有中等强度的中气旋,还存在明显的中层径向辐合,超级单体风暴形成时垂直累积液态水含量(VIL)值高达73 kg·m^(-2),VIL密度达到4~5 g·m^(-3),这些雷达回波特征指示大冰雹的存在,而中层径向辐合是雷暴大风的雷达回波特征。; 张桂莲李一平江靖常欣霍志丽仲夏郭炳瑶贾克寒; 关键词：超级单体风暴中气旋钩状回波大冰雹

低层暖平流强迫下两次大冰雹超级单体风暴结构特征分析被引量：1: 2023年; 2020年3月21日和5月4日在低层暖平流强迫背景下湖南怀化出现两次罕见的6 cm大冰雹。基于常规气象资料和多普勒天气雷达资料,对这两次大冰雹过程的超级单体风暴的强度结构、动力场结构进行分析。结果表明:(1)两次过程均发生在低层暖平流强迫背景下,中等强度对流有效位能、大的深层垂直风切变和高的能量螺旋度,有利于风暴组织性发展与维持,地面辐合线是主要触发因子。(2)6 cm冰雹均发生在超级单体风暴强烈发展初期,由无中气旋特征的“类超级单体”造成,出现钩状回波、旁瓣回波以及三体散射和回波悬垂等特征。(3)风暴强烈发展阶段垂直动力场均表现出低层辐合、中层气旋性旋转和反气旋旋转并存的双涡管式旋转、高层辐散特征。(4)大冰雹降落前风暴最大反射率因子和单体垂直累积液态水含量均达到67 dBz和69 kg·m^(-2)。强中心高度和最强切变高度的下降均反映出冰雹的降落。; 唐佳张昆唐明晖周慧胡媚; 关键词：中气旋

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：1: 2023年; 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。; 吴举秀魏鸣刁秀广潘佳文; 关键词：超级单体风暴谱宽湍流

基于X波段双偏振相控阵雷达的超级单体风暴观测分析被引量：1: 2023年; 为了研究X波段双偏振相控阵雷达对超级单体风暴的探测能力,利用X波段双偏振相控阵雷达和S波段双偏振天气雷达资料,分析了一次发生在华南地区的超级单体风暴在成熟阶段的精细结构观测特征,结果表明:X波段双偏振相控阵雷达较高的时空分辨率有利于精细监测超级单体快速演变过程,但同时受衰减影响明显,超级单体核心区后侧出现明显的“V”型缺口;超级单体的低层观测到CC谷和ZDR弧,中层观测到ZDR环和CC环,高层高ZH区对应较小的ZDR和CC,这些都是超级单体发展旺盛的重要特征;垂直方向上观测到ZDR柱,ZDR柱与上升气流密切相关。降雹前ZDR柱迅速增加,冰雹降落后ZDR柱高度迅速降低。冰雹降落到地面后会部分融化,导致含水量显著增加,因此在近地层出现KDP大值区,冰雹与降水的混合相态则使得CC降低,这对冰雹的临近预警和识别冰雹在地面的降落位置具有很好的指示意义。研究结果可为X波段双偏振相控阵雷达在强对流天气监测预警中的应用提供参考。; 张羽陈炳洪曾琳沈晓钿傅佩玲刘显通; 关键词：相控阵雷达双偏振雷达

基于双偏振雷达资料的一次强降水超级单体风暴特征分析: 2023年; 基于山东济宁S波段双偏振多普勒天气雷达探测数据,结合探空和地面实况资料,对2021年6月14日发生在山东单县一带的强降水超级单体双偏振参量特征和微物理特征进行了分析。结果表明:环境整层湿度较大,CAPE较强,0℃层高度较高,利于强降水产生,0~6 km具有中等强度垂直风切变,利于超级单体风暴产生与维持。单县超级单体风暴旺盛阶段强度在60~65 dBZ,强中心高度基本位于0℃层高度之下,质心偏低。K_(DP)柱的高度与宽度明显大于ZDR柱,强盛宽阔的上升气流将一定浓度、小的液态粒子带至较高高度并持续较长时间。风暴低层左侧一直存在K_(DP)大值区,同时也存在3°/km以上的K_(DP)高值区,液态粒子浓度较高,最大分钟降水量维持在3 mm以上。风暴低层右侧有明显的入流缺口,有明显的ZDR弧,表现为偏大的液态粒子。环境0℃层高度以上较厚的厚度内含有丰富的液态粒子和冰相粒子,丰富的冰相粒子下降到0℃层高度之下出现明显融化,在低层强切变的“筛选”作用下,风暴右侧入流与下沉气流结合区以大的液态粒子为主,浓度小,降水强度较弱。风暴左侧低层为高浓度液态粒子,从而产生高强度降水。; 李芳刁秀广夏凡刁秀广; 关键词：双偏振强降水

江西两次超级单体风暴雷达回波特征分析被引量：4: 2022年; 为了提高监测预警冰雹天气的能力,使用江西雷达拼图和宜春雷达PUP产品资料,采用雷达图像分析、PUP产品反演等方法,对2021年3月3031日江西罕见大冰雹天气过程中两次超级单体风暴特征进行分析,结果表明:(1)两次冰雹的天气系统都具有西南急流、地面倒槽、切变线、暖脊等天气系统,“上干下湿”的大气层结有利于冰雹天气的发生。(2)两次超级单体风暴的发源地都是在湖南境内产生后移入江西,江西下垫面因素对强对流回波的形成起到进一步发展加强的作用。(3)回波单体的合并促使回波快速发展,合并后回波南侧强、北侧弱,在移动中南侧回波出现“右移”,发展成经典超级单体并造成多地大冰雹;北侧回波出现“左移”,回波则为强单体回波,对江西影响较小。(4)超级单体回波强度为65~70 dBZ,≥60 dBZ的强回波面积≥300 km^(2),垂直累积液态水含量VIL≥60 kg/m^(2),径向速度V_(0.5)具有明显的速度对;反射率因子垂直剖面RCS观测到悬挂、穹窿和回波墙等特征,径向速度垂直剖面VCS具有明显的中气旋结构。(5)江西辐合线和3 h正变压(ΔP_(3))对超级单体风暴的发展壮大起到重要作用。; 黄中根马中元谌芸陈鲍发黄龙飞; 关键词：回波特征

一次超级单体风暴的雷达产品特征分析: 2022年; 利用天气实况观测资料、地面加密观测资料和石家庄S波段天气雷达产品,对2018年6月13日河北中南部强冰雹的风暴特征进行了分析。结果表明:雹暴单体经历了非超级单体强风暴—超级单体风暴—非超级单体强风暴三个阶段,影响时长2h5min,平均移速约为51km·h^(-1)。在三个阶段中,最大反射率因子稳定维持在60~80dBZ,其中第二阶段最大反射率因子均在70dBZ以上,且大于65dBZ的回波墙从地面一直延伸到8km,回波悬垂向下伸展到4km高度,BWER水平宽度8~10km;连续出现强降雹的第二阶段VIL最大值变化较小,但其大值区的面积突增,第一和第三阶段VIL中心值起伏较大,四次明显的跃增对应四次降雹的出现,首次跃增后的第二个体扫当地开始降雹,预警提前量12min,跃增量值越大冰雹直径越大。; 马鸿青张江涛徐义国董疆南高万泉; 关键词：超级单体风暴

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