天气雷达是如何捕捉强对流的_张艺博.pdf

30探讨与分析|Investigation30天气雷达是如何捕捉强对流的张艺博福州（闽侯）S波段相控阵双偏振天气雷达 202211 生命与灾害31 202211 生命与灾害31相较于地面气象站和卫星，天气雷达在强对流天气监测方面具有独特的优势，被视作现代气象业务的重要“撒手锏”之一。那么，天气雷达是如何捕捉强对流的呢？龙卷、雷暴、大风、冰雹、短时强降水等强对流天气突发性强且时空尺度小，利用地面气象自动站、卫星等“跟踪”难度大。此时，雷达是监测预警强对流天气最有效的手段。通过气象雷达，可以观测到强对流天气系统底部、中部、上部的多种参数，精准“捕捉”强对流天气过程。在与强对流“较量”的过程中，预报员也总结了典型强对流天气的雷达回波特征。以冰雹为例，冰雹表现为坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水。在雷达回波图上，冰雹云个体紧密、强度大，一般在55dBZ以上。雷达回波上出现钩状、指状、弓状、三体散射、“V”形缺口等回波形态特征，常预示着冰雹等强对流天气可能发生。“当然，强对流雷达回波表现形式多样，仍需要技术人员采用其他多方面的产品等辅助识别。”广东省广州市气象台高级工程师张羽介绍。在雷达回波图上，脉冲风暴、多单体强风暴、飑线和超级单体等都有可能是指示对流性大风的“危险信号”，它呈现弓形，回波强度在50dBZ以上且强度梯度较大，回波移速大于60千米/时；从垂直方向来看，回波顶较高，3 000米至7 000米中层径向辐合较大，后侧入流急流明显，低层速度图上有大风核。龙卷是一种强烈而小范围的空气涡旋，地面上龙卷直径从几米到几百米不等，最大可达1 000米，是名副其实的小尺度天气系统。尽管“小而快”，但不意味着雷达拿它没办法。今年7月20日8时至12时左右，江苏省连云港市海州区和灌云县出现多次龙卷，位于连云港、宿迁、淮安和盐城的4部组网雷达，成功捕捉到这一系列龙卷过程。当然，气象雷达也不是“万能型”选手，无法探测到地球上每一个龙卷过程和内部结构，只有稍大尺度、靠近雷达探测范围的龙卷才能被探测到其涡旋特征。而台风中伴生的龙卷，是近些年天气雷达探测的重要方向之一。研究显示，在台风东北象限，龙卷生成概率更高、更集中。台风中心右侧区域的垂直风切变较大，可为龙卷母体风暴发生提供更加有利的大气环境条件。平坦的下垫面、台风雨带中的超级单体和产生龙卷的涡旋结构，为台风龙卷的发展壮大推波助澜，助长其组织发展的能量。气象探测中心高级工程师杨金红介绍，X波段相控阵雷达因其时间和空间分辨率高，对发现捕捉尺度小、发展演变迅速的龙卷具有很大优势。另外，对于短时强降水（又称短历时强降水）的探测，天气雷达也是一把好手。短时强降水因其发生时间短、降水效率高的“短平快”特征，影响较大，危害性较强。在天气雷达的眼中，短时强降水回波特征表现为在某地停滞少动，往往造成大暴雨或特大暴雨；或是强回波不断经过一个地点，像火车一节节车厢碾过，俗称“列车效应”。在垂直剖面上表现为质心低，速度图上有时会有“逆风区”出现。