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北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析

陈明轩 俞小鼎 谭晓光 高峰

陈明轩, 俞小鼎, 谭晓光, 等. 北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析. 应用气象学报, 2006, 17(3): 333-345..
引用本文: 陈明轩, 俞小鼎, 谭晓光, 等. 北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析. 应用气象学报, 2006, 17(3): 333-345.
Chen Mingxuan, Yu Xiaoding, Tan Xiaoguang, et al. Radar echoes characteristics of the sudden convective rainstorm over Beijing area on July 10, 2004. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(3): 333-345.
Citation: Chen Mingxuan, Yu Xiaoding, Tan Xiaoguang, et al. Radar echoes characteristics of the sudden convective rainstorm over Beijing area on July 10, 2004. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(3): 333-345.

北京2004年“7.10”突发性对流强降水的雷达回波特征分析

资助项目: 

“十五”国家科技攻关计划课题奥运科技专项“北京奥运会国际天气预报示范计划关键技术研究” 2003BA904B08

2002年北京市重大科技计划项目“奥运会气象保障科学技术试验与研究” H020620190091

“十五”国家科技攻关计划课题“奥运气象保障技术研究” 2002BA904B05

Radar Echoes Characteristics of the Sudden Convective Rainstorm over Beijing Area on July 10, 2004

  • 摘要: 利用新一代天气雷达回波资料和一个雷暴单体识别、追踪和分析算法, 对2004年7月10日下午造成北京局地短时强降水的雷暴特征进行了初步分析。在偏南暖湿气流中生成的对流云团, 在北京上空迅速发展, 逐渐形成了一个覆盖城区的β-中尺度对流超级复合体, 导致了这次强降水过程。详细分析表明, 强对流主要是来自城区西南和东南两个方向生成和发展起来的雷暴。在北京西南部的雷暴逐渐向东北的城近郊区移动和发展, 并与新生成的雷暴合并加强, 造成了石景山、门头沟和海淀部分地区的大雨。在北京东南部逐渐形成的两个小雷暴单体迅速增长并向西北方的城区移动, 在到达城区时合并且迅速加强, 但移速缓慢, 在北京城区维持了两个多小时, 造成了城区的大暴雨过程, 降水量大但空间分布不均匀。雷暴顶高度和最大反射率因子的关系呈反位相变化, 雷暴最大反射率因子出现的高度均位于0 ℃等温线之下 (≥0 ℃) 或其附近, 雷暴的中心和反射率因子权重质心也基本位于0 ℃等温线之下, 均证实了这是一个典型的液态强降水对流系统。分析还表明, 20:00 (北京时) 左右的超强雷达回波是由大气异常传播造成的虚假超折射回波。
  • 图  1  天津雷达 (CINRAD/SA) 探测示意图 (a) 和2004年7月10日下午北京城区和城近郊降水记录的自动站站点分布图 (b)

    (b中观象台站点分布为探空站点)

    图  2  2004年7月10日14:15-21:20天津雷达反射率因子演变图

    (图中时间间隔为18 min左右, 雷达仰角为0.5°, 距离圈间隔为50 km)

    图  3  2004年7月10日下午北京地区有效的自动站逐小时降水记录 (a) 城区, (b) 城近郊区

    图  4  天津雷达2004年7月10日16:59反射率因子阈值≥35 dBz的雷暴回波强度区域 (a) 和雷暴投影面积 (b)

    (图中雷达距离圈间隔为50 km)

    图  5  北京城区附近的雷暴单体发生的位置和时间

    (A, B, C, D分别为文中所述的4个雷暴单体; 1, 2, 3, 4分别为北京城区的东城区、西城区、宣武区和崇文区)

    图  6  TITAN对造成“7.10”强降水的雷暴发展演变和合并分裂的分析

    (图中彩色阴影区为PPI格式的雷达反射率因子资料,仰角为0.5°, 蓝色粗等值线包含的区域其反射率因子≥35 dBz,为TITAN识别的雷暴在水平面上的投影,图中标值为最大反射率因子, 单位: dBz; A,B和C,D分别标示出引起强降水的雷暴单体在合并前的发展阶段,图h中黑色虚线为文中所述剖面的位置;雷达距离圈间隔为20 km)

    图  7  TITAN追踪的图 6中蓝色粗等值线包含区域的雷暴在其不同高度上最大反射率因子 (a) 和平均反射率因子 (b) 随时间的变化特征

    (图中数字为每个时刻雷暴最大反射率因子的值及其位置,褐色曲线为雷暴中心随髙度和时间的变化,紫色曲线为反射率因子权重质心随高度和时间的变化;黑色粗虚线为0 ℃等温层所在的近似高度)

    图  8  2004年7月10日天津雷达观测的反射率因子阈值≥35 dBz的雷暴面积增长率

    (图中雷达距离圈间隔为50 km) (a) 16:29, (b) 17:35, (c) 17:42, (d) 18:06

    图  9  北京南郊观象台2004年7月10日和2002—2004年3年7月平均的20:00探空相对湿度分布

    图  10  2004年7月10日20:07天津雷达0.5°仰角的反射率因子 (单位: dBZ) (a), 2.3°仰角的反射率因子 (单位:dBz) (b), 0.5°仰角附近的径向速度 (单位: m/s) (c) 以及20:11北京C波段雷达0.5°仰角的反射率因子 (单位: dBz) (d)

    (图中雷达距离圈间隔为50 km)

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    [6] Battan L J. Radar Observation of the Atmosphere. The University of Chicago Press, 1973.
    [7] 俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等.新一代天气雷达原理和应用讲义 (修订本).北京:中国气象局培训中心, 2004.
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-04-26
  • 修回日期:  2006-12-13
  • 刊出日期:  2006-06-30

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