下载文档原格式
利用双多普勒雷达资料对上海一次飑线过程的同化模拟1.民航华东空管局气象中心上海市 2003352.2. 甘肃省合水县气象局甘肃省庆阳市 745400摘要：本文利用美国风暴分析和预报中心（CAPS）开发的APRS中尺度数值模式及其三维变分同化技术（3DVAR），同化了上海地区青浦和南汇的两部雷达资料，模拟了2012年9月7日上海地区的一次飑线天气过程。
分析表明，多普勒雷达资料调整了模式初始场的热力、动力场，这种调整增加了初始场中对流层中下层的云水含量，同时雷达径向风的引入明显加强了对流系统的垂直速度，有效地缩短了模式的spin-up时间。
同化雷达资料改进了模式临近预报的能力，预报效果最好的时段在1-2小时。
关键词：双多普勒雷达资料三维变分同化数值模拟飑线引言随着高性能计算机的发展和风暴尺度非静力模式的成熟，越来越多的机构开始研发基于数值天气预报（NWP）的临近预报技术。
盛春岩等【1】【2】利用ARPS 模式及其资料分析系统ADAS,对一次华北暴雨过程进行了不同水平分辨率的数值对比试验,发现通过提高模式水平分辨率,可以改进6 h内的短时预报。
雷达反射率资料对定量降水预报改进效果明显,同时使用雷达径向风和反射率资料改进初始场后对降水的模拟效果最明显。
国内在2010年北京奥运会期间，与NCAR合作建立了基于WRF-3DVAR的临近预报系统BJ-RUC，其网格设计为9km-3km双层嵌套【3】。
深圳气象局目前运行的HAPS临近预报系统则利用了ARPS-3DVar，其网格设计为12km-4km双层嵌套。
从航空气象的角度出发，航班流量的日益增长使得管制运行部门对航空气象的精细化短临预报提出了越来越高的要求。
在这样的背景下，利用国内外先进的技术方法，设计适用于本区域的临近数值预报天气系统搭建方案，并通过个例模拟验证系统的预报效能具有重要意义。
1 ARPS模式及3DVAR简介ARPS模式是美国Oklahoma大学CAP中心在20实际90年代初期开发的中尺度非静力平衡模式，它是一个高分辨率的多尺度模式，适合风暴尺度的数值模拟。
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析多普勒天气雷达（Doppler Weather Radar）是一种设备，可以用来检测大气中的气象现象，包括降水、风速和风向等。
它利用多普勒效应原理，通过测量大气中的回波信号的频率变化来判断目标的运动状态。
在一次飑线过程中，多普勒天气雷达的数据可以提供有关飑线的位置、强度、移动速度和方向等信息，帮助气象专家进行预测和分析。
多普勒天气雷达可以提供飑线的位置信息。
雷达可以在地图上显示出飑线的具体位置，帮助气象专家了解其范围和分布状况。
通过观察雷达图像，可以发现飑线的形状和延伸方向，从而进一步分析其特点。
多普勒天气雷达还可以提供飑线的强度信息。
通过测量回波信号的反射强度，可以了解飑线的降水量和云的密度。
强回波区域表示有较强的降水发生，而比较弱的回波区域可能表明降水较轻或可能处于下降阶段。
这些数据对于预测短时强降水和雷暴天气非常重要。
多普勒天气雷达还可以提供飑线的移动速度和方向信息。
通过连续观测雷达图像的演变，可以测算出飑线的移动速度和方向，并且预测其未来的行进路径。
这对于规划抢险救援行动和预警发布非常关键，可以提前做好准备和防范。
多普勒天气雷达还可以通过分析雷达图像的特征，提供飑线形成的可能原因和发展趋势。
通过观察飑线的反射特征和云团的垂直结构，可以推测出飑线的形成机制和演变过程。
还可以分析飑线在不同时间段的变化，掌握其发展趋势，并提前做好预报。
一次飑线过程中，多普勒天气雷达的资料分析对于了解飑线的位置、强度、移动速度和方向等信息非常重要。
这些数据有助于气象专家进行预测和分析，并提供决策支持，以应对飑线可能带来的恶劣天气影响。
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析【摘要】本文旨在探讨一次飑线过程中多普勒天气雷达资料的分析方法及应用情况。
首先介绍了多普勒天气雷达的原理，解释了其在飑线过程中的重要性。
其次详细阐述了多普勒天气雷达在飑线过程中的应用场景和资料分析方法。
随后通过实际案例分析展示了雷达资料对于飑线过程的监测和预警的重要性。
最后对实际案例分析结果进行了详细讨论，并提出了对于飑线过程多普勒天气雷达资料分析的启示和未来研究展望。
通过本文的研究，可以更全面地了解多普勒天气雷达在飑线过程中的作用，为相关研究提供有益参考。
【关键词】多普勒天气雷达、飑线过程、资料分析、实际案例、结果讨论、启示、未来研究、研究背景、研究意义1. 引言1.1 研究背景飑线是一种多发生在热带和亚热带地区的强对流天气系统，具有持续时间长、剧烈的雷暴、强风暴等特点。
飑线过程对于农业生产、城市建设、交通运输等社会生活和经济活动都有着严重的影响。
多普勒天气雷达是一种利用多普勒效应原理测量大气中气象信息的仪器，能够实时监测和跟踪大气中的降水、风暴等参数。
在飑线过程中，多普勒天气雷达可以提供关键的气象资料，帮助预警部门及时发布预警信息，指导人们采取有效的防御措施。
在实际应用中，多普勒天气雷达资料的分析和解读是一个复杂而又关键的环节。
只有准确分析多普勒雷达资料，才能及时预测飑线的发展趋势和强度，从而有效减少可能带来的灾害损失。
对于飑线过程多普勒天气雷达资料的深入分析具有重要的意义和价值。
本文将结合多普勒天气雷达原理和实际案例，探讨多普勒天气雷达在飑线过程中的应用以及资料分析方法，旨在为更好地应对飑线过程提供参考和启示。
1.2 研究意义通过对多普勒天气雷达资料的分析，可以更准确地掌握飑线过程的发展情况，提前预警可能出现的极端天气现象，为相关部门提供及时有效的应对措施。
对飑线过程多普勒天气雷达资料的分析具有重要的研究意义，可以提高对极端天气事件的认识和预测能力，从而保障人们的生命财产安全，促进社会的可持续发展。
一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析引言：多普勒天气雷达是一种能够探测大气中降水、雷达回波和飑线等极端天气事件的重要仪器。
本文将对一次飑线过程中多普勒天气雷达所获取的资料进行分析，以揭示飑线过程的发展特征和演变规律。
一、飑线的定义与特征飑线是一种突然出现的高风速旋风，通常伴随着暴雨、冰雹和闪电等极端天气现象。
飑线通常发生在对流活动较为剧烈的天气系统中，对公众和农作物产生不小的危害。
对飑线过程进行监测和预警显得尤为重要。
二、多普勒天气雷达的工作原理多普勒天气雷达是一种基于多普勒效应的天气观测工具，能够通过接收雷达回波信号来获取降水的速度和方向信息。
这种雷达能够实时监测大气中的飑线和其他极端天气现象，并提供及时的预警信息。
三、分析过程在对一次飑线过程中多普勒天气雷达资料进行分析时，我们首先需要获取雷达回波信号，并通过对信号进行处理和解译，得到飑线的位置、速度和强度等信息。
接下来，我们利用雷达回波的径向速度和反射率来揭示飑线的演变特征。
通过对雷达回波的径向速度场进行分析，我们可以发现在飑线过程中的对流云团中具有明显的上升气流和下沉气流，这种气流运动对飑线的生成和发展起着重要的作用。
我们还可以观察到飑线中心区域的风速较大，飑线云团周围的风速逐渐减小，这种风速的分布特征是一次飑线过程的重要标志之一。
通过对雷达回波的反射率场进行分析，我们可以发现飑线云团中的反射率较高，这表明了云团中存在大量的降水和冰雹。
飑线发展的过程中，随着云团的不断发展壮大，反射率也会逐渐增加，这种反射率的变化规律可以用来预测飑线的持续时间和强度。
我们还可以通过多普勒天气雷达资料的时间序列分析来了解飑线的演变过程。
通过对不同时间段的雷达资料进行比较，我们可以揭示飑线的移动速度、移动方向和变化趋势，为飑线的预测和预警提供更加准确的信息。
四、总结与展望通过对一次飑线过程中多普勒天气雷达资料进行分析，我们可以揭示飑线的生成、发展和消散过程，为飑线的监测和预警提供科学依据。
多普勒雷达在飑线系统资料同化及灾害性天气监测预报中的应用史华湘，余意*，张卫民，李少英（国防科技大学计算机学院，长沙410073）摘要：飑线、台风、龙卷等中小尺度强对流系统通常形成强风、短时强降水、冰雹等剧烈天气，具有较为严重的灾害性。
本文针对2016年6月21—22日江苏地区发生的一次飑线天气系统，利用新一代中尺度预报WRF （the weather research and forecasting model ）模式及其三维变分同化WRF_3DVAR （3-dimensional variational ）系统，循环同化多普勒雷达资料，基于数值模拟结果，分析该飑线系统的发展机制和结构特征。
计算结果表明：（1）高时空分辨率的雷达观测资料能有效捕捉到飑线系统的中小尺度动力、热力特征，这些信息是飑线发生发展的动力和热力条件；（2）WRF_3DVAR 同化系统循环同化多普勒雷达的径向速度和反射率资料，能提供一个更为准确的预报模式初始场，进而提高飑线强对流系统的模拟效果。
关键词：多普勒雷达；飑线系统；资料同化；径向速度；反射率；WRF 模式中图分类号：X524文献标志码：A文章编号：2096-2347（2021）03-0063-10收稿日期：2020-04-19基金项目：国家自然科学基金项目（42075149，41375113，41675097）；湖南省自然科学基金资助项目（2019JJ50733）。
作者简介：史华湘（1996—），男，硕士研究生，主要从事卫星、雷达资料同化研究。
E-mail:**********************.cn *通信作者：余意（1982—），女，博士，主要从事卫星资料同化研究。
E-mail:*****************.cn引用格式：史华湘，余意，张卫民，等.多普勒雷达在飑线系统资料同化及灾害性天气监测预报中的应用[J].三峡生态环境监测，2021，6（3）：63-72.Citation format :SHI H X,YU Y,ZHANG W M,et al.Application of Doppler radar in data assimilation of squall line system and disastrous weather monitoring and forecasting[J].Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges ，2021，6（3）：63-72.DOI ：10.19478/ki.2096-2347.2021.03.08Application of Doppler Radar in Data Assimilation of Squall Line System andDisastrous Weather Monitoring and ForecastingSHI Huaxiang,YU Yi *,ZHANG Weimin,LI Shaoying(School of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)Abstract :Squall lines,typhoons,tornadoes and other small and medium-scale strong convective systems usually form severe disas⁃trous weather such as strong winds,short-term heavy precipitation,hail,etc..This paper studied a squall line weather system oc⁃curred in Jiangsu from June 21to 22,2016.A new generation of the weather research and forecasting model (WRF)and its three-dimensional variational assimilation system (WRF_3DVAR)were used to cyclically assimilate Doppler radar data.Based on the ob⁃servation and numerical simulation results,the development mechanism and structural characteristics of the squall line system were analyzed.The results show that:(1)from the radar observation data with high temporal and spatial resolution,the small and medi⁃um-scale dynamical and thermal characteristics of the squall line system can be effectively captured;(2)the WRF_3DVAR system cyclically assimilated the radial velocity and reflectivity of the Doppler radar,and can provide a more accurate initial field for the numerical model,thereby to improve the simulated evolution of the squall line system of strong convection.Key words :Doppler radar;squall line system;data assimilation;radial velocity;reflectance;WRF model三峡生态环境监测Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges2021年09月Sep.2021第6卷第3期V ol.6No.3□监测与评价三峡生态环境监测/第6卷64飑线、台风、龙卷等中小尺度强对流系统，通常形成强风、短时强降水、冰雹等剧烈天气，具有较为严重的灾害性[1-2]。
乌鲁木齐机场夏季一次飑线天气分析发布时间：2023-02-16T03:42:28.295Z 来源：《科学与技术》2022年第19期作者：孙少明[导读] 2021年7月12日乌鲁木齐机场出现了一次飑线天气过程。
本文利用常规观测资料、NCEP再分析资料、多普勒雷达资料对此次飑线天气进行诊断分析，初步探讨此次强对流天气的形成机制。
孙少明民航新疆空管局气象中心，新疆，乌鲁木齐，830016摘要：2021年7月12日乌鲁木齐机场出现了一次飑线天气过程。
本文利用常规观测资料、NCEP再分析资料、多普勒雷达资料对此次飑线天气进行诊断分析，初步探讨此次强对流天气的形成机制。
结果表明：（1）此次过程中500hPa上低涡前部不断有小短波分裂东移，700hPa上北疆区域有明显的冷平流，850hPa风速的辐合及地形的强迫抬升作用为此次天气过程提供了较好的动力条件，以上各个层次的环流形势为强对流的发生提供了有利的环流背景。
（2）乌鲁木齐机场的K指数和沙氏指数都具备发生强对流的不稳定能量条件，乌鲁木齐及其周边高层为冷平流，下层为暖平流，为对流的发生提供了充沛的热力条件。
（3）飑线影响乌鲁木齐机场时，乌鲁木齐机场的雷达组合反射率因子图上却未有较好的对应性关键词：强对流；飑线；乌鲁木齐机场；雷达0引言飑线是一种范围较小、生命史较短的气压和风的不连续线，是气压和风发生突变的狭窄强对流天气带。
它出现的范围虽然较小，时间也比较短促，但来势猛强度大，并常常伴随着狂风、暴雨、龙卷、急剧降温等阵发性灾害性天气，可给农业、林业、建筑、通讯、电力、交通以及人民生命财产带来巨大损失，是一种严重威胁民航飞行安全的极端天气。
因此了解飑线天气的形成机理对提高民航的安全运行和经济效益具有重要意义[1-2]。
近年来，不少专家学者对我国夏季飑线天气进行深入研究，并取得了可喜的研究成果。
例如：飑线发生前期低层强烈暖湿平流对建立静力不稳定起主导作用[3]。
雷暴大风出现在飑线强回波带、弓形回波前沿和线风暴之间断裂带上[4]。
湖南一次飑线过程的多普勒天气雷达分析摘要2009年3月21日湖南的益阳、宁乡、岳阳、平地等地出现的东北—西南走向飑线带来了大范围的雷雨大风、冰雹、强降雨和龙卷风强对流灾害性天气，通过对此次过程的多普勒雷达回波特征分析得出，飑线过程是受多单体风暴影响所致，风暴单体形态具有入流缺口、弱回波区和悬垂体结构特征，并表现出超级单体风暴特征，其中中气旋出现的地方均发生了风雹天气。
关键词多普勒雷达；飑线；多单体风暴0 引言随着气象科技的进步与发展，我国于20世纪末建设了新一代多普勒天气雷达网并投入使用，与传统天气雷达相比，多普勒雷达能够获取更多的降水信息，对强降水等对流天气的分析和预报具有重要意义。
2009年3月21日，湖南省出现飑线过程，益阳、宁乡等地遭受了大风、冰雹、暴雨等强对流天气袭击，本文对此次飑线天气过程的多普勒雷达回波特征进行了初步探讨，为今后利用多普勒天气雷达识别和预报强对流灾害性天气提供参考。
1 天气实况2009年3月21日18时，在湖南的益阳、宁乡、岳阳、平地等地出现了一条东北-西南走向的飑线，自西向东先后出现了大范围的雷雨大风、冰雹、强降雨和龙卷风强对流天气过程。
21日18时，益阳的赫山区、岳阳东部和涟源北部先后出现降雹，并出现短时大风和强降雨；18：50时，平江站自动站观测到20m/s 的偏北大风；至19时，宁乡龙门、安定和伍市等乡镇部分地区突降冰雹，其中宁乡站冰雹直径可达9mm，伴有短时强降雨出现，测得冰雹直径为9mm；整个飑线发生过程中，冰雹发生的范围比较分散，其中最长持续20min，最大直径达到20mm，导致农作物和房屋等不同程度受损。
2 环境场分析500hPa图上，3月21日8时，西西伯利亚至蒙古之间为一宽广的低压区，河套地区受偏西北气流控制，冷空气不断顺西北气流东移南下，其冷舌伸至长江中下游地区；与此同时，位于孟加拉湾低槽前的西南气流与北上的副热带高压西侧的西南气流交汇，在对流层的中层形成一支强风带。
