华北地区一次中尺度对流系统上方的Sprite放电现象及其对应的雷达回波和闪电特征
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1、冷暖平流在高空天气图上定性判断温度平流的方法是:将等高线近似看作流线,若流线与等温线相交,且流线由冷区指向暖区,则为冷平流,反之流线由暖区指向冷区,则为暖平流。
而等高线与等温线平行区为平流零线所在。
温度平流的强度决定于温度梯度、风速大小和等高线与等温线夹角。
4、冷输送带:冷输送带来源于气旋的东北部,为反气旋式的辐散流出气流,位于地面暖锋前侧和暖输送带之下,相对于移动的气流向西运动,这支冷气流,称为冷输送带。
因接收从暖输送带中落下的降水迅速蒸发而变湿,当冷输送带的空气向西运动接近气旋中心或接近暖锋的地面锋线时,摩擦辐合上升增强,可能与暖输送带合并作反气旋旋转上升,形成了大尺度的逗点云系的一个组成部分。
中纬度锋面系统中的云和降水的形成除暖输送带作用外,锋区的云与降水的形成还与冷输送带有关。
等压线分析;空间等压面与某一平面的交线称为该平面上的等压线,如空间等压面与海平面的交线就称为海平面等压线。
等压线的分析,实际上就是气压场的分析。
①、遵循等值线分析原则;②、遵循地转风原则,风向与等压线近于平行;③、遵循梯度风原则,风速大的地方等压线密;④、同时考虑边界层内地形和摩擦的影响。
等压线分析;空间等压面与某一平面的交线称为该平面上的等压线,如空间等压面与海平面的交线就称为海平面等压线。
等压线的分析,实际上就是气压场的分析。
①、遵循等值线分析原则;②、遵循地转风原则,风向与等压线近于平行;③、遵循梯度风原则,风速大的地方等压线密;④、同时考虑边界层内地形和摩擦的影响。
热带天气系统、夏季副高、副热带锋区、行星尺度、天气尺度系统、中小尺度系统和强烈的上升运动,都是形成暴雨和特大暴雨主要系统。
1、深厚系统此类系统是对称的冷低压和暖高压,是温度场的冷(暖)中心与气压场的低(高)中心基本重合在一起的温压场对称系统。
由压高公式和静力学方程可知,由于冷低压中心的温度低,所以低压中心的气随高度而降低的程度较四周气压更加剧烈,因此,低压中心附近的气压越到高空比四周的气压降低得越多,即冷低压越到高空越强。
雷达第二阶段考题及答案(2)单位: 姓名:《多普勒天气雷达原理与业务应用》第二阶段考试题答案(2)一、填空题(每空格1分,共30分)1、对流风暴通常由(一个或多个对流单体)组成。
2、深厚对流的触发通常是由(中尺度天气系统或地形)提供的。
3、对流有效位能CAPE 与最大上升气流速度W max 的关系是:( W max =(2CAPE)1/2 )。
4、垂直风切变是指(水平风速(包括大小和方向))随高度的变化。
5、边界层辐合线在雷达反射率因子图上呈现为(窄带回波,强度从几个dBz 到十几个dBz 。
)。
6、风暴相对气流是指在某个层次上,(相对地面风速V 减去风暴运动速度C )。
7、相对风暴气流能够反映低层(入流气流)强度,从而有助于确定(新生上升气流)发展的位置及其潜在强度;8、沿流线方向的涡度决定了(上升气流)所产生的旋转的潜势。
9、风暴相对螺旋度是指相对风暴(风场和顺流线方向涡度)的积分效应;10、风暴相对螺旋度可以用以估算垂直风切变环境中风暴运动所产生的(旋转潜势)。
11、在龙卷的发展过程中,还应该考虑其他的因子,比如( CAPE 、中层的风暴相对气流强度、入流层实际厚度)等。
12、多单体风暴的传播是(不连续的),超级单体风暴也有传播现象,它的传播运动看上去是(连续的),13、速度矢端图是用以反映垂直风廓线信息的一种工具,是由各个层的(切变风矢量)组成的。
其长度表示(切变矢量)的强度,曲率表示(风切变矢量随高度)的变化。
14、深厚持久的(中气旋)是超级单体风暴最本质的特征。
超级单体只产生在中等到强的(垂直风切变)环境中。
15、超级单体风暴依据对流性降水强度和空间分布特征可分为(经典型超级单体风暴、强降水型(HP)超级单体风暴和弱降水型(LP)超级单体风暴)三类。
16、强降水超级单体风暴产生的强天气主要有(各种级别的龙卷、冰雹、下击暴流和暴洪等。
)。
17、弱降水超级单体风暴产生的强天气主要有(大冰雹,有时有龙卷)。
第一章引论一、填空1、我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是:在我国东部和中部地区,装备〔〕和〔〕多普勒天气雷达系统。
2、根据我国雷达布局原则,在我国第二地形阶梯地域和黑龙江、吉林省布设〔〕频段新一代天气雷达。
3、根据我国雷达布局原则,在天气、气候相近的地区,组网的新一代天气雷达在〔〕和〔〕上要尽可能统一。
4、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求:对大范围降水天气的监测距离应不小于〔〕km;对小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于〔〕km。
5、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求:雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度S波段应不大于〔〕dBZ、C波段应不大于〔〕dBZ。
6、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求新一代天气雷达应有一定的晴空回波探测能力,在湿润季节应能观测到〔〕km左右距离范围内的晴空大气中的径向风场分布。
7、新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气,特别是风害和冰雹相伴随的灾害性天气的〔〕和〔〕。
它还可以进行较大范围降水的定量估测,获取降水和降水云体的〔〕。
8、从径向速度图像上可以看出气流的〔〕、〔〕和〔〕的特征,并可给出定性和〔〕的估算。
9、辐合〔或辐散〕在径向风场图像中表现为一个最大和最小的〔〕,两个极值中心的连线和雷达的射线〔〕。
10、气流中的小尺度气旋〔或反气旋〕在径向风场图像中表现为一个最大和最小的〔〕,中心连线走向于雷达射线〔〕。
11、具有辐合〔或辐散〕的气旋〔或反气旋〕表现出最大、最小值的连线与雷达射线走向〔〕。
根据中心连线的长度、径向速度最大值、最小值及连线与射线的夹角,可以半定量地估算气旋〔或反气旋〕的〔〕和〔〕。
12、新一代天气雷达采用〔〕体制,共有7种型号,其中S波段有3种型号,分别为〔〕。
C波段有4种型号,分别为CINRAD-〔〕。
13、SA和SB雷达的正式名称分别为CINRAD-SA和CINRAD-SB,在国际上称为〔〕。
民用航空气象人员执照考试试题(问答题、术语题)一、法规标准1.1通用法规和空管知识三、问答题1、试题编号:02FG06TY1251按飞行高度飞行可分哪几类?答:飞行分类按飞行高度可分超低空飞行、低空飞行、中空飞行、高空飞行、平流层飞行。
2、试题编号:02FG06TY8408机场灯光系统主要包括哪几个灯光系统?答:进近灯光,跑道灯光,滑行道灯光。
3、试题编号:02FG06TY6938飞机为什么通常要求在逆风条件下起飞和着陆?答:因为(1)逆风可使离地和着陆的速度减小,能缩短滑跑距离;(2)逆风起飞由于产生附加进气量,可增大飞机运动开始时的方向稳定性和操纵性(3)逆风着陆增大了飞机迎面阻力,使飞机减速加快,也减小了接地速度;(4)逆风可增加升力,故在逆风条件下,据逆风分量的大小,可相应增加飞机载重量。
4、试题编号:02FG06TY9296I类、II类精密进近的决断高和能见度(或跑道视程)分别是多少米?答:I类精密进近的决断高不低于60米,能见度不小于800米或RVR不小于550米;Ⅱ类精密进近的决断高低于60米,但不低于30米,RVR不小于350米。
5、试题编号:02FG06TY9126夜间的能见度决定于哪三个因子?答:大气透明度、灯光强度、视觉感阈。
6、试题编号:02FG06TY9287影响飞机升力和阻力的因素有哪些?答:影响飞机升力和阻力的因素有飞行速度、机翼面积、空气密度及升力、阻力系数。
7、试题编号:02FG06TY7975非精密进近和精密进近的最低标准分别由哪些因素决定?答:非精密进近的最低标准是由最低下降高度(MDA)/高(MDH)、能见度(VIS)决定;Ⅰ类精密进近的最低标准应当包括决断高度/高(DA/DH)、跑道视程(RVR)或者能见度。
在装有RVR的跑道,精密进近最低标准用决断高度/高(DA/DH)、跑道视程(RVR)表示。
8、试题编号:02FG06TY7289我国现行的空域分为哪几个区?答:我国现行空域分为飞行情报区、管制区、限制区、危险区、禁区、航路和航线。
预报员竞赛-雷暴与强对流临近预报-黄金考点23第三章对流风暴的分类及其雷达回波特征选择题1.关于弱降水超级单体描述正确的是(ABCDE )A 弱降水超级单体中不存在灾害性类雷暴大风B 弱降水超级单体中的中气旋不容易识别C 弱降水超级单体中降水常常不能到达地面D 弱降水超级单体降水粒子主要由稀疏的大雨滴和冰雹组成E 在美国几乎所有的弱降水超级单体都出现在干线(露点锋)附近2.超级单体风暴动力学中的动力扰动非线性项说法正确的是(ACDEGHIJKLNO )A 垂直风切变矢量随高度不变B 风矢量随高度不变C 低层暖湿入流与水平涡管垂直D 对流层中层上升气流两侧产生显著旋转的涡偶E 气旋式涡度极大值以下部分产生向上的垂直气压梯度力F 反气旋式涡度极大值以下部分产生向下的垂直气压梯度力G 初始上升气流分裂为两支新上升气流H 降水集中在主上升气流,降水拖曳能加强下沉气流,形成两对涡偶I 分裂风暴向右、左两侧运动,改变了相对风暴入流J沿着流线方向的水平涡度经历从无到有的增长K 风暴分裂形成右移气旋式旋转风暴,左移反气旋式旋转风暴L 分裂过程增加了右移风暴低层暖湿入流上沿着入流的水平涡度分量M 分裂过程增加了左移风暴低层暖湿入流上沿着入流的水平涡度分量N 有足够大的垂直于低层暖湿入流的水平涡度在,就会继续产生多次分裂O 上升气流两侧的气旋和反气旋垂直涡度的极小值导致向上扰动气压梯度力的强迫3.超级单体风暴动力学中的动力扰动线性项说法正确的是(BCDE )A 高压扰动位于上升气流极大值对应垂直风切变矢量的下风向B 任何一层高低压扰动对是沿着那一层的垂直风切变矢量的C 当垂直风切变矢量单一方向,高低压扰动在同一堆积,无侧向传播D 当垂直风切变顺时针旋转时,水平气压梯度力加强风暴右侧的上升运动E 当垂直风切变顺时针旋转时,水平气压梯度力加强风暴左侧的下沉运动4.以下关于中尺度对流系统的说法正确的是(ABC )A 中尺度对流系统或中尺度对流复合体的天气雷达回波形态呈现出多样性B 南北为非对称结构的MCS在地转偏向力作用下,演变为北部更为宽大的非对称结构,常常呈现逗点头形态C 飑线为线状MCS的一个子集,大多呈TS模态D 孤立的多单体或超级单体风暴属于非线性的MCS(达不到MCS的尺度)5.对称线状结构MCS更容易产生(AB ),非对称线状结构MCS更容易产生(CD ),不规则结构MCS更容易产生( C )A 强降水B 雷暴大风C 冰雹D 龙卷简答题6.风暴的传播运动受到哪些因子的影响?P115(1)风暴的内部特征:动力强迫和风暴引起的阵风锋辐合;(2)与风暴相互作用的外部环境特征,例如初始热力/湿边界、风辐合线和地形特征。
河北张家口一次超级单体龙卷雷达回波特征分析河北张家口一次超级单体龙卷雷达回波特征分析2019年6月15日,河北省张家口市发生了一次强烈龙卷风袭击,给当地的居民和农作物造成了严重的损失。
为了进一步研究这次龙卷风的特征和形成机理,科研人员使用了最新型号的超级单体龙卷雷达进行了回波特征分析。
超级单体龙卷雷达是一种先进的雷达系统,可以提供高空间分辨率和时间分辨率的观测数据,对于监测和研究极端天气现象具有重要意义。
在这次研究中,科研人员利用该雷达系统对龙卷风形成过程和发展特征进行了精细观测和记录。
根据回波数据分析,龙卷风生成前的阶段主要表现为环境中存在一个强烈的上升气流系统。
雷达回波图像显示,这次龙卷风形成前,周围的气流出现了明显的旋涡结构。
同时,雷达回波还显示出局地强降水区域的存在,这与龙卷风形成和发展过程中的大气湿度变化相关。
龙卷风生成后的阶段可以分为龙卷云阶段和地面接触阶段。
通过回波特征分析,科研人员发现,在龙卷云阶段,回波强度逐渐增强,云底高度逐渐下降。
而在地面接触阶段,则出现了明显的回波结构变化,回波强度急剧增强,并伴随着物质的循环上升运动。
进一步分析发现,这次龙卷风的形成过程中存在着明显的强风切变。
雷达回波显示,风切变较强的区域出现在龙卷云形成前后,这与龙卷风的形成机制相关。
在雷达回波图像上,科研人员还观察到龙卷风路径上存在着明显的小尺度涡旋结构,这对于龙卷风的路径预测和监测具有重要意义。
通过这次超级单体龙卷雷达的回波特征分析,科研人员对龙卷风的形成机制和发展特征有了更深入的了解。
这对于提高龙卷风的预测和预警能力,保护人民生命财产安全具有重要意义。
同时,这次研究也为我们更好地认识极端天气现象的形成机理提供了有价值的参考。
总之,河北张家口一次超级单体龙卷雷达回波特征分析研究,为我们对龙卷风的形成和发展机制有了更深入的了解。
未来,我们还需要进一步研究和改进雷达系统,提高对极端天气现象的监测和预测能力,以保障人民生命财产的安全通过对河北张家口一次超级单体龙卷雷达回波特征的分析研究,我们对龙卷风的形成和发展机制有了更深入的了解。
华北区域11单位姓名第二届华北区域气象行业重要天气预报技能竞赛——理论知识、业务标准试卷考前须知:1、考试类别:理论知识、业务标准2、考试时间:120分钟。
3、总分值:80分4、请在试卷、答题纸上填写姓名、工作单位。
5、答案用黑色签字笔填写在答题纸上,答在其它地方无效。
6、本卷共 12 页,如有缺漏请于监考人员联系。
一、填空题〔共20题,40空,每空0.5分,总计20分〕1、假定空中有一个金属球,那么该金属球产生的回波功率与其到雷达距离的四次方成反比。
2、灾害性天气是指直径超过2cm 的冰雹、超过 17m/s〔八级〕的雷暴大风、任何级别的龙卷和对流性暴雨。
3、强冰雹的产生要求雷暴内具有强烈上升气流;而雷暴大风的产生通常要求雷暴内具有强烈下沉气流。
4、超折射通常发生在逆温和湿度随高度减小的情况下。
5、导致边界层辐合线产生的系统主要包括锋面、干线、阵风锋和海风锋等。
6、风云二号气象卫星水汽图象的星下点空间分辨率是 5 公里,可见光图象的星下点空间分辨率是 1.25 公里。
7、冬季,在对流层底部,由海陆差异造成东亚两个大气活动中心,分别是蒙古高压或西伯利亚高压和阿留申低压;夏季,那么转为印度热低压和太1平洋副热带高压。
它们几乎都是全球最强的气压系统。
8、在实际工作中,总是从流场和等温线的配置,看空气的水平运动是否有利于等温线增密〔变稀〕来判断锋生〔消〕。
有时也从锋面天气和要素场特征是否更明显来考虑锋生。
9、连续方程根据质量守恒原理求得,P坐标中的连续方程为。
?u?v?????0?x?y?p 10、台风指发生在西北太平洋和南海海洋较强的热带气旋,其中心附近风力达 32.7 m/s。
11、中国东部季风区暴雨包括华南前汛期暴雨、江淮梅雨、华北和东北暴雨、和华南后汛期暴雨。
12、形成对流性天气的条件有水汽条件,不稳定层结条件,抬升力条件,其中水汽条件所起的作用,不仅是成云致雨的原料,而且是影响大气层结稳定度的重要条件。
第39卷第4期2015年7月大气科学Chinese Journal of Atmospheric SciencesV ol. 39 No. 4Jul. 2015王志超,杨静,陆高鹏,等. 2015. 华北地区一次中尺度对流系统上方的Sprite放电现象及其对应的雷达回波和闪电特征 [J]. 大气科学, 39 (4): 839−848. Wang Zhichao, Yang Jing, Lu Gaopeng, et al. 2015. Sprites over a mesoscale convective system in North China and the corresponding characteristics of radar echo and lightning [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 39 (4): 839−848, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.1412.14232.华北地区一次中尺度对流系统上方的Sprite放电现象及其对应的雷达回波和闪电特征王志超1, 2杨静1, 3陆高鹏1刘冬霞1王宇1, 2肖现2, 4郄秀书11中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室,北京1000292中国科学院大学,北京1000493南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京2100444中国气象局北京城市气象研究所,北京100089摘 要 利用低光度相机首次观测到了2013年7月31日华北地区一次中尺度对流系统(MCS)上空产生的中高层Sprite放电现象。
结合闪电定位、天气雷达等同步观测,对一次MCS诱发的Sprite的形态学特征及其对应的母体闪电和雷暴系统的雷达回波特征等进行了详细分析。
研究除发现了2例圆柱型、3例胡萝卜型和1例舞蹈型 Sprite外,还发现了2例发光主体发育不完全的Y字型Sprite。
估算的Sprite的底部平均高度低于61.8±3.5 km,顶部平均高度为84.3±6.8 km。
Sprite持续时间算术平均值为25.7±9.8 ms,几何平均值为24.4 ms。
Sprite的母体闪电均为正地闪,峰值电流在+62.5~+106.2 kA之间,算术平均值为+77.1±22.2 kA,是本次MCS所有正地闪平均峰值电流的1.4倍。
Sprite母体闪电的脉冲电荷矩变化(iCMC)在+475~+922 C km之间,几何平均值为+571.0 C km。
Sprite母体闪电发生在MCS雷达回波25~35 dB Z的层状云降水区,弱回波(<30 dB Z)面积的突然增加对Sprite的产生有重要指示作用。
Sprite易发生在MCS成熟—消散阶段正地闪比例(POP)显著增加的时段。
在本次MCS消散阶段中,有两个时间段可能有利于产生Sprite。
在Sprite集中发生时间段,北京闪电综合探测网(BLNET)探测到的正地闪比例为54.2%,正地闪连续电流比例70.24%,连续电流持续时间为58.17±50.31 ms,有利于Sprite的产生。
关键词红色精灵(red Sprite)中尺度对流系统正地闪电荷矩变化文章编号1006-9895(2015)04-0839-10 中图分类号 P427.3 文献标识码 Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.1412.14232Sprites over a Mesoscale Convective System in North China and the Corresponding Characteristics of Radar Echo and LightningWANG Zhichao1, 2, YANG Jing1, 3, LU Gaopeng1, LIU Dongxia1, WANG Yu1, 2,XIAO Xian2, 4 and QIE Xiushu11 Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences,Beijing 1000292 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 1000493 Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters, Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 2100444 Institute of Urban Meteorology, China Meteorological Administration, Beijing 100089Abstract Sprites were observed over a mesoscale convective system (MCS) on 31 July 2013 in North China using a收稿日期 2014-07-25;网络预出版日期 2014-12-23资助项目国家重点基础研究发展计划(973计划)项目2014CB441405,中国科学院百人计划项目2013068作者简介王志超,男,1985年出生,博士研究生,主要从事大气电学方面的研究。
E-mail: wangzhichao@大 气 科 学Chinese Journal of Atmospheric Sciences39卷V ol. 39840low-light video camera. The characteristics of sprite morphology, sprite parent lightning, and the corresponding radar echo in the MCS were analyzed based on coordinated Beijing Lightning NETwork (BLNET) data and weather radar data.Among the eight sprites produced in this MCS, two were columnar sprites, three were carrot sprites, one was a dancing sprite, and two were wishbone sprites (underdeveloped carrot sprites). The estimated channel bottom of the sprites was lower than 61.8±3.5 km, and the channel top was at 84.3±6.8 km on average. The arithmetic mean (AM) and geometric mean (GM) of sprite duration were 25.7±9.8 ms and 32.7 ms, respectively. All of the parent lightning strokes of these sprites were positive cloud-to-ground (+CG) strokes, with an AM peak current of +77.1 kA, ranging from +62.5 kA to +106.2 kA, which was 1.4 times larger than that of the total +CGs in this MCS. The estimated GM value of impulse charge moment change was +571.0 C km, ranging from +475 to +922 C km. In this MCS, sprites were produced above the trailing stratiform region of the MCS, where the radar echo was between 25 and 35 dB Z, and the burst of weak radar echo (<30 dB Z) was a key indicator of sprite production. Sprites tended to be produced early in the dissipation stage of the MCS, with an increasing percentage of the +CG flash (POP) rate. During the dissipation stage of the MCS, there were actually two stages that tended to produce sprites with increasing POP rates. During the period of sprite production, BLNET detected a POP rate as high as 54.2%. Meanwhile, 70.24% of the +CG strokes contained continuing currents, with an AM value of 58.17±50.31 ms, making +CG strokes in this MCS favorable for sprite production.Keywords Red Sprite, Mesoscale convective system, Positive cloud-to-ground stroke, Charge moment change1 引言Sprite是发生在雷暴云上方的最常见的中高层大气放电现象,多发生于热带海洋和中低纬度地区,由于发生高度较高,地面观测中高层放电受到距离和视野等因素的限制,相对比较困难。