白城市降水雷达回波特征分析

刘玉洁+王铁岩

摘要：利用白城市多普勒天气雷达探测的回波强度资料，分析了白城地区层状云、积层混合云、对流云、降雪云的回波特征，并讨论了径向速度场代表的环流特征，为进一步发挥天气雷达在防灾减灾中的作用奠定基础。

关键词：雷达强度；径向速度

中图分类号： P458.121.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.06.057

测雨雷达问世以来，估测降水一直是其主要目标。20世纪80年代以来，我国气象工作者在对雷达深入研究的基础上开发出雷达新产品，建立自动识别系统。与此同时，新一代天气雷达网絡系统也建立起来，并快速提高分布密度，雷达在暴雨监测预警中的作用进一步发挥出来。汤达章等对雷达跟踪回波运动方法进行了研究，这项研究为白城市开展新一代雷达定量估测降水提供了参考。

白城市气象局2003年8月布设了一部多普勒天气雷达，自投入运行以来，为白城市防灾减灾做出突出贡献。本文利用白城市多普勒天气雷达探测的回波强度和径向速度资料，分析了白城地区层状云、积层混合云、对流云、降雪云的回波特征，并讨论了径向速度场代表的环流特征，为进一步发挥天气雷达在防灾减灾中的作用奠定基础。

1资料和方法

白城市新一带天气雷达业务运行中采用VOL降水模式2进行体扫，探测距离150公里，做0.6～19.8度10个仰角层的扫描。在试验过程中获得一个基数大概需要6分钟左右，生成雷达数据需要4分钟左右。本文在分析2005年到2015年雷达回波强度的基础上分析白城不同区域在不同时期降水量的雷达回波特征。

2 层状云降水雷达回波特征

层状云降水回波的特点是面积大、范围广、回波强度分布比较均匀。在PPI 强度图上可以清楚看到层状云降水回波的这些特点：范围一般比较大，回波边缘的轮廓不大清楚，但结构比较均匀，成片或分片呈弥散状分布，回波中有时存在着一些大的片状或丝条状结构，但没有明显块状结构。在RHI图上，可以发现层状云降水回波的结构均匀且有序，其顶部偶尔有相对比较平整的起伏区域，这些区域没有明显的泡体，而且水平尺度要大于垂直尺度。层状云降水回波顶一般发展得不高，约4公里左右，但不同季节高度不同。

层状云降水回波的移动和变化一般比较缓慢，这是由于造成层状云降水的天气系统的演变比较缓慢，以及由于这类回波比较弱，范围较大，边缘不易确定，使得雷达观测中往往会把回波区的移动速度估计偏低，尤其是在降水影响到测站后更容易如此。

3 积层混合云降水回波特征

白城地区的降水特点是春季、夏季和秋季比较多，而且降水以混合降水为主。在雷达显示的回波图中可以看到明显的块状或絮状结构积状云的回波。随着对流活动的增加，层状降水回波的特征愈来愈弱，而积状云降水回波愈来愈明显，回波的絮状结构也就由层状云为主的片絮状变化成以积状云为主的块絮状。从雷达图上可以看出回波边缘没有明显界限，而且支离破碎，回波中可显示结实的团块。当强度达到40dBZ以上时回波团块整齐排列可形成一条短带。而积层混合云降水回波的天气特点是降水范围大，降水持续时间长，累积雨量大，往往造成大面积的强降水，白城市出现的大范围的大雨或暴雨和连阴雨往往是这类回波造成的。当降水加强时，回波的结构由片絮状向块絮状转化。“0℃层亮带”变得不清晰。反之，降水减弱时回波从块絮状变化成片絮状。

4 对流性降水回波特征

对流性降水回波的特征在PPI 强度图上会有明确显示，一般表现为多个独立的由分散单体所组成的小块回波。这些回波似连未连，随着天气变化排成不同形状，有的成条状、有的成带状，但无论是什么形状，回波单体都紧密相连，强度很大。随着天气变化，对流回波可呈孤立分散状或有规律的形状，如带状、条状、旋涡状等。在PPI 径向速度图上，由于对流性降水回波单体分散，水平尺度较小，因此从图上看到的速度分布也比较零散。在非常小的单体中只可看到正速度或负速度，只有在较大单体中才能看到以正速度或负速度为中心的回波线。但是对流降水回波数据图上的零速度线是很小很短的，只有在较强的对流云天气下，才会看到多条分布不规则的零速度线。当发现有零速度线闭合时，就显示是一个逆风区，逆风区的附近会有强回波出现。总体来说，对流云回波速度场上通常有以下几点共同特征：每一个对流单体都能完成独立完整的包括上升气流和高空低空辐合辐散在内的垂直循环系统。每一个单体对流的产生和发展都与环境有密切关系，部分强对流天气具有明显的中气旋结构。

5 雪的回波特征

雪一般都是在冬季，那么在PPI上显示的雪的回波强度跟层状云连续性降水回波是很相似的。主要特征是：回波面积分布广泛，回波持续时间长，回波垂直厚度比较小，回波呈丝缕状，回波强度弱且分布均匀，一般为10dBZ 左右。在 RHI 上显示出的雪的回波是云的高度较低，顶部比较平坦。径向速度图的分布与层状云连续性降水回波速度分布也类似，有明显的零速度线，常常是正、负速度区域平分秋色，有对称的正、负速度中心，但值很小。

6结语

本文总结了白城市不同降水云与降雪云的雷达回波强度场和速度场特点，并且分析了雷达回波径向速度场的环流特征，通过此项研究，在实际业务中结合天气实况，利用高低空多普勒径向风场分布情况，能更好预示天气系统的演变，为提高短时预报准确率提供参考依据。

参考文献

[1] 俞小鼎，姚秀萍.新一代天气雷达原理与应用[M].北京：中国气象局培训中心，2004.

[2] 黄新，范鸿芸.乌鲁木齐地区降水雷达回波特征分析[J].科技资讯，2008，（26）：225.