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摘要：为了更好地做好短时强降水的预报工作，利用伊春多普勒雷达资料，高空、地面实况资料，自动站以及加密雨量站点数据，对2015年6月23日伊春中部地区短时强降水天气进行分析。
结果表明，此次过程是在高层有短波槽波动，中低层存在切变线，地面有辐合线以及伊春地区特殊地形因素的共同作用下发生的。
地面辐合线出现在强降水发生之前，地面辐合线的出现对于强降水的预报有一定的指示意义。
关键词：短时强降水；多普勒雷达；天气诊断中图分类号：p458.121 文献标识码：a doi：10.11974/nyyjs.20160632211短时强降水、冰雹、大风、龙卷等强对流天气的发生很可能带来严重的气象灾害[1]，威胁着社会和人民的生命财产安全。
我国在利用多普勒雷达对于短时强降水的预报工作已经做了大量的研究，并取得了相对丰硕的研究成果[2-5]。
本文利用伊春多普勒天气雷达资料、高空实况、自动雨量站资料，针对2015年6月23日伊春地区一次短时强降水过程进行分析，剖析此次过程的天气背景，以及发生发展演变过程，为以后的预报工作提供参考。
1 降水实况2015年6月23日17时-24日00时，伊春中部出现强对流天气，部分地区出现暴雨。
此次降水具有降水时间集中、降水空间分布不均等特点。
1个乡镇雨量站达暴雨量级，7个乡镇雨量站达大雨量级，1个区域自动站达大雨。
其中，东升小学降水量级最大56.4mm，伊春本站降水量45mm。
此次降水主要发生在20-23时，有4个站点的小时雨强达到20mm以上，伊春本站21.3mm、碧仓库22.3mm、东升小学21.4mm、红旗20.5mm，达到了短时强降水的标准。
2 天气诊断2.1 背景分析6月23日08时亚欧中高纬为“两脊一槽”型，一脊位于乌拉尔山地区，另一脊位于黑龙江以北向鄂霍次克海延伸，贝湖至蒙古地区为一宽广槽区。
黑龙江北部地区受暖脊控制，内蒙古东部地区有一短波槽波动，在内蒙古与吉林交界有一冷中心存在；在700hpa和850hpa 上，从辽宁至黑龙江中部地区为一致的西南风，向黑龙江省中部地区输送暖湿空气，但强度均未达到急流标准，850hpa上内蒙古东部地区对应为一暖脊。
强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警前言气象灾害是大自然给予人类的考验，而冰雹和短时强降水是其中两种常见而又具有破坏性的天气现象。
本文将通过分析雷达资料，揭示强冰雹和短时强降水的雷达特征，并研究其临近预警方法，为防范和减轻灾害提供参考。
第一部分强冰雹雷达特征及分析1. 强冰雹的形成机制强冰雹是指直径大于等于2厘米的冰雹。
其形成与强对流天气密切相关，一般在强对流云团中形成。
强对流云团通常伴随着强热力和湿力互作用，形成强大的上升气流。
冰雹通过不断降温和雪花与冰晶之间的融合形成。
2. 强冰雹雷达特征强冰雹常伴有雷暴活动，强对流云团内云冰含量较高。
在雷达资料中，强冰雹可表现为高反射率区和高速度区。
2.1 高反射率区利用天气雷达资料，我们可以观察到强冰雹通常呈现出高反射率的特点。
在雷达图上，强冰雹的特点是有一个明显的强回波区，反射率高达40dBZ以上。
强回波区域的范围一般较小，通常在30千米以内。
反射率高的区域表明了云顶冰相颗粒的聚集，从而可能形成冰雹。
2.2 高速度区除了高反射率区，强冰雹还常常伴随着高速度区的出现。
高速度区指的是在雷达图上出现的雷达回波速度非常大的区域。
我们通常将高速度区与冰雹相联系，即高速度区往往代表着与冰雹有关的强降雨。
3. 强冰雹的预测和临近预警鉴于冰雹对农作物和城市设施的破坏性，其临近预警显得尤为重要。
基于雷达的强冰雹预测主要通过分析雷达回波的反射率和速度来实现。
3.1 反射率预测反射率在冰雹预测中扮演着重要的角色。
较高的反射率通常表示着云中含有大量的冰雹颗粒。
通过比较前后两个不同时刻的雷达回波，可以判断强冰雹的趋势和位置。
3.2 速度预测速度在冰雹预测中也具有重要的指示作用。
强冰雹常伴有剧烈的降雨，通过分析雷达回波的速度可以发现强降水区域并判断其是否与冰雹有关。
第二部分短时强降水雷达特征及分析1. 短时强降水的形成机制短时强降水是指在较短时间内出现的强降水现象，一般伴随着雷暴或者强降雨天气。
强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警天气的变化多端，其中强冰雹和短时强降水是一种常见的极端天气现象。
为了及时预警和保护公众生命财产安全，科学家和气象部门通过分析天气雷达图像，研究了这两种天气的特征，并提出了临近预警的方法。
一、强冰雹的天气雷达特征强冰雹是指直径大于1厘米的冰雹，具有很高的降水量和威力。
在天气雷达图像中，强冰雹通常呈现为一个明亮的圆形或弧形回波区域，这是由于冰雹颗粒的反射能力较强导致的。
强冰雹通常伴随着雷暴天气，雷暴云中的上升气流会带动冰雹颗粒不断上升和冻结，形成较大的冰雹颗粒。
在天气雷达图像中，强冰雹区域的回波强度往往较高，通常为40分贝以上，这是因为冰雹颗粒的反射能力较强所致。
此外，强冰雹的威力也可以通过雷达回波的最大反射率来衡量，通常超过60dBz可以被认定为强冰雹。
不仅如此，天气雷达还可以提供冰雹颗粒的径向速度信息，通过分析冰雹颗粒的径向速度变化可以确定冰雹演变的趋势。
二、短时强降水的天气雷达特征短时强降水是指在较短的时间内（通常为一小时内）出现的大量降水。
在天气雷达图像中，短时强降水区域通常呈现出一个大范围、高强度的回波区域，这是由于降水粒子的反射能力较强导致的。
短时强降水通常伴随着强雷暴或冷锋等天气系统，这些系统会带来强烈的上升气流，形成大量降水。
在天气雷达图像中，短时强降水区域的回波强度往往较高，通常为40分贝以上。
而且，短时强降水的威力也可以通过雷达回波的最大反射率来衡量，通常超过55dBz可以被认定为短时强降水。
此外，天气雷达还可以提供降水粒子的径向速度信息，通过分析降水粒子的径向速度变化可以确定降水系统的演变趋势。
三、强冰雹和短时强降水的临近预警为了及时预警和保护公众生命财产安全，气象部门通过天气雷达图像分析，开发了强冰雹和短时强降水的临近预警方法。
这些方法主要依据回波强度和回波的最大反射率来判断是否为强冰雹或短时强降水。
编号雨量/mm ·h -1发生时间回波移动路径发生地2013070333.022:00向东移动安塞2013071234.02:00向东移动延川31.03:00向东移动延川2013071332.25:00由西南向东北移动富县31.57:00由西南向东北移动富县2013072546.413:00由西南向东北移动黄陵63.014:00由西南向东北移动黄陵2013082730.819:00东移南压宝塔区2014063034.416:00由西北向东南移动富县2015071936.214:00由西北向东南移动志丹表12013—2015年延安市短时强降水过程统计摘要利用2013—2015年延安市7次短时强降水天气多普勒雷达资料和常规观测资料,对短时强降水期间的雷达产品进行了分析。
结果表明:短时强降水以带状和块状居多,且40dBZ 以上强回波伸展高度在4km 左右,呈现低质心结构;回波中心强度和回波顶高与短时强降水雨强、持续时间有关,雨强越大、降水越集中,则回波中心强度越大、回波顶高越高;本地VIL 值偏小,一般为8~23kg/m 2,少数可达到43kg/m 2以上。
在此基础上,提出了延安短时强降水天气雷达临近预警指标:当满足天气尺度辐合特征,同时满足组合反射率、40dBZ 强回波伸展高度平均值分别达48.8dBZ 、4km ,则可以考虑该站点及附近地区进入短时强降水临近预警状态。
利用2016—2018年延安市发生的短时强降水对其性能进行了检验,其成功概率和临界成功指数均达80%。
关键词短时强降水;雷达回波;临近预警;陕西延安中图分类号P456文献标识码A 文章编号1007-5739(2021)14-0201-03DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.14.085开放科学(资源服务)标识码(OSID ):延安市短时强降水天气多普勒雷达特征及临近预警指标李桂英王文波同明伟杨丽(延安市气象局,陕西延安716000)延安市地处黄土高原,短时强降水(1h 降雨量≥30mm )累积形成的较大降水在短时间内可以形成暴洪,造成山洪和城市内涝,甚至引发泥石流等次生地质灾害,导致人员伤亡及财产损失。
新疆短时强降水天气雷达回波特征新疆短时强降水天气雷达回波特征随着气候变化的影响，极端天气事件在全球范围内愈发频繁，其中，短时强降水是一种常见的极端天气现象。
在新疆地区，短时强降水天气对当地经济和生活造成了巨大的影响。
为了更好地预测和应对这一天气现象，研究人员利用雷达技术对短时强降水天气进行了深入研究，整理出了一系列特征。
首先，新疆短时强降水天气雷达回波表现出高反射率，尤其是在降水核心区域。
这是由于降水粒子的体积较大，导致雷达波束被更多的粒子散射，从而使回波的反射率增强。
同时，雷达回波的持续时间相对较短。
通常情况下，新疆短时强降水天气持续时间在几分钟到几小时之间，不过在特殊情况下，持续时间可能会更长。
其次，新疆短时强降水天气雷达回波还表现出明显的空间分布特征。
在降水核心区域，雷达回波呈现出圆形或块状的特征；而在较远离核心区域的地方，回波呈现为环状或弓状，形状更为不规则。
这一特征是由于降水的云团结构复杂，降水发展不均匀所致。
在降水核心区域，降水持续时间更长，回波反射率更高；而较远离核心区域的地方，降水更为局部和短暂。
此外，新疆短时强降水天气雷达回波的强度和形态也存在一定的季节性变化。
夏季是新疆地区降水最为集中和丰富的季节，因此在夏季，短时强降水天气的雷达回波强度更高、形态更明显。
冬季由于低温和降水少，短时强降水天气的雷达回波强度相对较弱，形态也较不明显。
春季和秋季属于过渡季节，雷达回波的强度和形态变化较为复杂。
最后，新疆短时强降水天气雷达回波特征的研究对于天气预报和防灾减灾具有重要的意义。
通过对回波特征的分析，可以更准确地识别短时强降水的发展趋势和空间分布，以及降水强度和持续时间的变化。
这为相关部门提供了重要的依据，以便采取及时的预警和应对措施，保障人民生命财产的安全。
综上所述，新疆短时强降水天气雷达回波特征包括高反射率、短暂的持续时间，明显的空间分布特征以及季节性变化。
这些特征的研究有助于更好地了解和预测新疆地区的短时强降水天气，为应对极端天气事件提供科学依据综上所述，新疆短时强降水天气雷达回波特征的研究对于天气预报和防灾减灾具有重要的意义。
短时强降水的多普勒雷达特征分析彭九慧 洪淑娥 刘文辉（承德气象局，承德， 067000）摘要选取2007年7月-2008年10月承德市39次短时强降水天气的雷达产品资料和常规观测资料,对于强降水开始前和强降水期间的雷达反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量、回波顶高等雷达产品进行分析发现：（1）承德短时强降水均由强单体风暴或多单体风暴弥合成的带状、片状积层混合回波造成，短时强降水回波的生成可分为回波移动型、聚合加强型、本地汇聚型、暴雨型4个型；回波移动型的最强回波在38-58dBz之间，最强回波顶高在10-11 km；本地汇聚型的特征是回波范围更大，持续时间更长，最大回波强度48-53dBz，回波顶高在10 km。
聚合加强型与暴雨型具有回波强度更强，强中心高度更高，造成的天气更剧烈、降水时段更集中的特点，两者的最强回波均在53-58dBz之间，当伴有强对流天气时最强回波可达63dBz,最强回波顶高在11 km以上，暴雨型持续的时间更长，雨量更大（2）承德短时强降水的径向速度的共同特征是中低层有入流急流或逆风区，入流急流导致中低层的中尺度辐合和逆风区形成的中小尺度辐合，导致降水回波的汇聚和发展，是形成短时强降水的根本原因。
回波移动型入流急流最显著的特征是水平方向有中小尺度的风速辐合，垂直方向有风速切变。
聚合加强型一般有风场辐合线或风场辐合速度对存在，本地汇聚型的平均径向速度特征是零速度线由不连续变为连续，同一高度，入流速度大于出流速度，入流面积大于出流面积，大范围汇合型流场，强降水区均有逆风区存在。
暴雨型一般有偏南急流和逆风区同时存在，有时中尺度辐合线、风场辐合速度对、中气旋。
（3）回波移动型垂直液态水数值，一般在13-28 kg.m-2.之间，聚合加强型垂直液态水数值在28-33 kg.m-2.之间，本地汇聚型垂直液态水数值在23-28 kg.m-2.之间，暴雨型垂直液态水数值较大，且不断跃增、骤减，跃增数值一般在28-43kg.m-2之间。
关键词：资料 分型 回波特征 对比分析引言承德市地处山区，是短时强降水的频发地区,局地的短时强降水可造成山洪暴发，进而引发泥石流等地质灾害，承德市每年都有因局地山洪暴发造成的人员伤亡。
因此具有尺度小、突发性强、灾害大、预报难度大的特点。
随着多普勒天气雷达布网的发展，高时空分辨率的雷达产品大大增强了对短时和临近灾害性天气的监测和预警能力，目前对短时强降水的雷达特征分析和预警方面，很多专家作了大量的研究工作。
但是侧重点不同，有的侧重于速度辐合风场特征的分析[1-2]，有的侧重于回波强度和移向的研究[3]，取得了很多有益的结论，但是这些研究大多局限于各自的地区。
本文应用承德市多普勒天气雷达（CINRAD-CB）资料，对2007 -2008年承德市短时强降水天气进行分析和总结，为做好短时强降水预警提供依据。
1 资料的来源和特征选取2007年7月-2008年10月承德市39次短时强降水天气（1小时降水量＞10mm）的雷达产品资料和常规观测资料对于强降水开始前和强降水期间的雷达反射率因子、径向速度、垂直累积液态水含量、回波顶高等雷达产品进行分析，本文重点就10个不同类型的典型（1小时降水量≥15mm）短时强降水个例进行回波特征分析。
基金项目：河北省气象局科研开发项目“新一代雷达在承德灾害性天气短时预报中的应用”资助（本文已在《干旱气象》2010年第2期发表）2 短时强降水的分型承德的短时强降水，全部出现在6-10月，同一时次单站出现短时强降水的频率为85%，在适宜的风场条件下，全是由强单体风暴或多单体风暴弥合成的带状、片状积层混合回波造成，39个个例均是阵性降水，其中有38次是伴有雷暴或强雷暴的对流性降水。
短时强降水回波的生成可分为4个型：（1）回波移动型，外地移来的降水回波，移动缓慢停滞，引起当地的短时强降水；该型回波特点是，降水强度小，持续时间长（图1a）。
（2）聚合加强型，受中小尺度辐合影响外地移来的回波在本地加强或与本地块状回波聚合加强，特点是雨强大，持续时间短，1小时雨量主要集中在3-5个体扫（图1b）。
（3）本地汇聚型，受大范围环境汇合流场的影响，多个零散回波在当地合并范围扩大，强度加强，该型出现强降水的范围广、时间长（图1c）。
（4）暴雨型，沿平均气流的方向，几个对流单体侧向排列，移动与传播的方向相反，或本地强回波与外来回波聚合成带状，带状走向和移向夹角很小，形成“列车效应”（图1d）。
图1承德短时强降水类型模式图（箭头为回波移向）Fig .1 the Chengde short-time strong precipitation type schema chart (arrow carries over for echo) 3各型的雷达回波特征3.1回波移动型该型是积层混合结构的片状回波沿着700hPa的环境风由外地移入，回波移动方向的前部回波梯度较大，而其后部回波梯度较小，在 2-4km之间入流速度大于出流速度，或存在逆风区，中层的风场辐合是导致移入回波发展和维持的主要原因。
如08年6月26日丰宁强降水时段，17：03位于丰宁西部的片状降水回波自西向东移动，最大回波强度只有33dBz,移动过程中不断增强，强回波面积不断增大，18:04最大回波强度已达43dbz，移速缓慢，18-19时丰宁1小时降水量为20.2mm,从径向速度图可以看到，在强降水开始前一个体扫，丰宁上空西南风随高度风速加大，在3.5km入流速度达17m/s，沿径向入流的风速梯度较大(4km风速梯度10 m/s)，在水平方向上有明显的风速辐合。
08年8月10日，隆化强降水时段（16-17时），反射率因子图和丰宁强降水时段差不多，平均径向速度图则表现为，在强降水开始前一个体扫，在2.3km的高度上有明显的逆风区，张沛源等[3]认为逆风区反映了局部整层抬升或强对流内的上升气流引起的水平动量交换过程，这种动量交换影响了水平辐合辐散的强弱和分布，造成中尺度垂直环流的形成，有利于低层水汽的向上输送，也有利于降水粒子的降落。
因此，逆风区引起的中小尺度的风场辐合，是隆化强降水的主要原因（图2）。
图2 08年6月26日丰宁基本反射率因子和平均径向速度及08年8月10日隆化平均径向速度 Fig. 2 08 years on June 26 Fengning basic index of reflection factor and average radial velocity and 08 years on August 10 Longhua average radial velocity3.2聚合加强型该型开始时，本地有零散的小尺度的块状单体发展，当外地有沿着一定方向移动的片状回波过境时，块状单体与片状回波聚合加强并嵌在片状回波中，形成混合回波。
如2008年7月18日围场县在2-3时1小时降水量为18.6 mm,从1.5°仰角的反射率因子图上可以看到，00:15在围场的北部有片状降水回波向南移动，最大回波强度为38dBz，在片状回波移动方向的前部15-30km处，有3个本地生成的块状对流单体发展，最大回波强度在43-48dBz,02:05外移回波与本地对流单体合并增强，强回波范围增大，最大回波强度为53 dBz（图3a），从同时刻的径向速度图图上看到，风随高度顺转，2km以下呈内“弓”型的零速度线表明低层为汇合型流场，围场存在一条远负近正的中尺度辐合线（图3b），陈明轩等[4]认为：低层风场辐合有利于边界层辐合线的形成，而辐合线与对流回波的变化存在着内在联系。
围场的中尺度辐合线导致了块状单体与片状回波聚合加强。
3.3本地汇聚型该型是受大范围环境风场辐合影响，局地生成的对流单体逐渐弥合成片，形成大面积的积层混合回波，范围广、移动缓慢、持续时间长。
这种类型的较少39次仅出现2次，但是每次都有2个县区以上出现短时强降水，如2007年8月7日兴隆县和承德市区在16-17时，17-18连续出现短时强降水16-17时兴隆县1小时时降水量达27.1mm，从反射率因子图上可以看到，14：11在距雷达站150km的范围内有大量的局地生成的块状单体风暴发展，兴隆县刚生成的块状回波强度只有15 dBz（图3c）,同时刻的径向速度图上，回波零散，零速度线不连续，零速度线的不连续表现出风场的垂直切变，在同-高度上，入流速度大于出流速度，特别是在5.5km以上入流速度大于出流速度12m/s，16：32，块状单体逐渐弥合成片，形成尺度达200km以上的大面积混合回波，夹杂其中的兴隆对流单体的最大回波强度达53 dBz，同时有逆风区存在，这种高降水效率的强回波，移动缓慢，持续了30个体扫，速度图上零速度线趋于连续，在1.0km以下风随高度逆转，有弱的冷平流，1.0km以上风随高度顺转，在2.5km以下入流面积远远大于出流面积，环境风场的这种结构，有利于强回波长时间滞留在兴隆上空（图3d）。
图3 2007年7月18日（a、b）与2007年8月7日(c、d)基本反射率因子和平均径向速度 Fig.3 on July 18, 2007 (a, b) and on August 7, 2007 (c, d) basic index of reflection factor and average radial velocity3.4暴雨型该型初始阶段有零散的对流单体生成，后来随着环境风场的变化，对流单体侧向排列，沿风暴承载层风的方向移动，或本地强回波与外来回波聚合成带状，形成含有多个对流单体的中尺度对流系统，由于带状回波的走向和移动方向趋于一致，强回波反复经过同一地点造成该地的强降水。
如2007年7月3日15：16在承德的北部、西部、东部和南部各有一个单体风暴在强烈发展，在风场的作用下，东部、南部的对流单体向东北方向移动，北部、西部的对流单体向东南方向移动，16:48北部回波南下沿速度场的中尺度辐合线与南部、东部块状回波形成尺度为200km左右的东西向带状回波，回波带中心强度为63dbz（伴有冰雹），回波带整体向ESE方向移动，回波带的走向和移动方向夹角＜30°，由于带状回波的西端不断有新的单体生成，东端不断有单体减弱消失，大于35dbz的单体风暴反复经过平泉，导致16-17时平泉县1小时降水量59.2mm（图4a）；16：05的径向速度图上，高低层存在着强的风场垂直切变，平泉1.5°仰角出现了逆风区，逆风区的出现，更导致了中小尺度的辐合加强，风暴强烈发展。
16：36在雷达站的北部、西部均存在强的中尺度辐合线，在1.3km存在24 m/s的入流急流，根据零速度线的走向，可以看出在雷达站的西北部形成一个中尺度辐合中心，汇合的流场加速了单体回波的弥合，沿辐合线生成的风场辐合速度对为带状回波中单体风暴的发展提供了动力条件，。
