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广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征

胡胜 罗聪 张羽 李怀宇 何如意

胡胜, 罗聪, 张羽, 等. 广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征. 应用气象学报, 2015, 26(1): 57-65. DOI: 10.11898/1001-7313.20150106.
引用本文: 胡胜, 罗聪, 张羽, 等. 广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征. 应用气象学报, 2015, 26(1): 57-65. DOI: 10.11898/1001-7313.20150106.
Hu Sheng, Luo Cong, Zhang Yu, et al. Doppler radar features of severe hailstorms in Guangdong Province. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(1): 57-65. DOI:  10.11898/1001-7313.20150106
Citation: Hu Sheng, Luo Cong, Zhang Yu, et al. Doppler radar features of severe hailstorms in Guangdong Province. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(1): 57-65. DOI:  10.11898/1001-7313.20150106

广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20150106
资助项目: 

广东省科技计划项目 2013B020200012

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201406009

华南区域气象中心科技攻关项目 GRMC2012M01

详细信息
    通信作者:

    胡胜, email: sheng_hu@grmc.gov.cn

Doppler Radar Features of Severe Hailstorms in Guangdong Province

  • 摘要: 选取2004—2012年广东省12个大冰雹风暴单体为样本,利用多普勒天气雷达资料,计算了最大反射率因子及其高度等多个雷达参数,分析了三体散射、旁瓣回波和环境温度层上回波特征以及大冰雹与非冰雹风暴单体间的反射率因子垂直廓线差异。结果表明:大冰雹风暴单体发展均非常旺盛,最大反射因子多超过65 dBZ,对应高度几乎都达到5 km。除受周围大范围雷达回波影响外,大冰雹风暴单体均观测到了三体散射或旁瓣回波特征,并具有一定的预报提前量;在0℃和-20℃层高度上的最大反射率因子均超过54 dBZ。大冰雹风暴单体与非冰雹风暴单体相比,低层回波迅速增加,强核心区垂直伸展更深厚,回波垂直递减率更小。
  • 图  1  大冰雹风暴单体在-20℃层高度上的回波强度分布

    Fig. 1  The reflectivity distribution at-20℃ layer of 12 hailstorms

    图  2  大冰雹风暴单体反射率因子垂直分布

    Fig. 2  The vertical reflectivity distribution of hailstorms

    图  3  冰雹日非冰雹风暴单体的反射率因子垂直分布

    Fig. 3  The vertical reflectivity distribution of non-hail storms in hailstorm days

    图  4  非冰雹日风暴单体反射率因子垂直分布

    Fig. 4  The vertical reflectivity distribution of storms in non-hail days

    图  5  3种风暴单体反射率因子平均垂直廓线

    Fig. 5  Average reflectivity profiles of hailstorms and non-hail storms

    表  1  12个大冰雹风暴单体个例

    Table  1  12 severe hailstorm cases

    个例序号 日期 时间 地点 冰雹直径/mm
    1 2004-03-30 15:30 花都 30
    2 2004-03-30 16:00 清远 40
    3 2005-03-22 10:14 高要 24
    4 2005-05-05 18:30 广宁 50
    5 2009-03-29 18:30 化州 20~50(最大为100 mm)
    6 2011-04-17 14:00左右 云浮 30~50
    7 2011-04-17 13:45 开平 鸡蛋大小
    8 2012-04-12 18:00 花都 50~60
    9 2012-04-12 22:15 乐昌 50~60
    10 2012-04-12 23:30 连山 20~30(最大为50~60 mm)
    11 2012-04-15 12:10 韶关市区 30~60
    12 2012-04-05 15:34 徐闻 20~30
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    表  2  12个大冰雹风暴单体最大反射率因子及其高度、回波顶高、45 dBZ对应高度、VIL和VIL密度

    Table  2  The maximum reflectivity and heights, echo tops, 45 dBZ echo heights, VIL and VIL density of 12 severe hailstorms

    个例序号 最大反射率
    因子/dBZ
    最大反射率因子
    高度/km
    回波顶高/
    km
    45 dBZ回波
    高度/km
    VIL/
    (kg·m-2)
    VIL密度/
    (g·m-3)
    1 61 5.8 12.3 9.7 32 2.6
    2 72 4.6 14.5 12.0 69 4.8
    3 70 5.8 13.0 10.7 62 4.8
    4 69 7.9 18.9 15.0 89 4.7
    5 63 6.2 12.2 9.7 53 4.3
    6 72 8.1 21.5 16.3 84 3.9
    7 71 7.7 17.9 12.4 67 3.7
    8 72 6.3 19.8 16.6 91 4.6
    9 70 5.4 16.2 12.5 54 3.3
    10 70 6.2 19.1 15.8 70 3.7
    11 73 7.7 20.2 15.7 85 4.2
    12 70 9.2 16.5 14.7 75 4.5
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    表  3  产生大冰雹的风暴单体的核心区垂直伸展厚度

    Table  3  The reflectivity core depths of 12 severe hailstorms

    个例序号 核区厚度/km 垂直递减率/(dB·km-1)
    1 4.7 5.1
    2 8.7 0.5
    3 7.9 1.1
    4 11.8 1.2
    5 5.9 2.2
    6 12.3 3.2
    7 9.5 4.4
    8 14.8 0.8
    9 9.9 5.1
    10 11.5 0.7
    11 10.4 1.3
    12 13.7 3.1
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    表  4  三体散射和旁瓣回波特征

    Table  4  Features of three body scatter spike (TBSS) and side-lobe echoes

    个例序号 三体散射 旁瓣回波 提前量/min 持续性/min 说明
    1 风暴单体位于大片回波中
    2 风暴单体位于大片回波中
    3 风暴单体位于飑线中,有回波
    4 12 18
    5 12 24
    6 40 102
    7 0 36
    8 风暴单体后方有大片回波
    9 12 18
    10 18 6
    11 6 36
    12 12 18
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    表  5  大冰雹风暴单体对应的0℃和-20℃层高度及该高度上的最大反射率因子

    Table  5  Average heights of 0℃ and-20℃ layers of 12 hailstorms with their maximum echoes

    个例序号 0℃层高度/m -20℃层高度/m 0℃层高度上最大反射率因子/dBZ -20℃层高度上最大反射率因子/dBZ
    1 4200 7240 57 58
    2 4020 7040 66 64
    3 4130 7200 67 65
    4 4820 7790 63 64
    5 4240 7390 55 57
    6 4540 7810 66 66
    7 4730 7910 54 54
    8 4560 7860 63 64
    9 4630 7970 65 66
    10 4750 8030 60 64
    11 4710 8030 63 64
    12 4690 7920 63 65
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-25
  • 修回日期:  2014-09-09
  • 刊出日期:  2015-01-31

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