CINRAD/CC在冬季降水中的應(yīng)用

摘要:吉林省暴雪一般集中出現(xiàn)在11上旬到11下旬以及3月上旬至4月上旬，吉林省東南部地區(qū)以及四平大部、松原北部暴雪的氣候傾向率呈上升的趨勢(shì)，20世紀(jì)末以來(lái)，吉林省暴雪出現(xiàn)次數(shù)處于偏多階段。本文針對(duì)冬季降雪的特點(diǎn)，結(jié)合多普勒天氣雷達(dá)的探測(cè)能力，從雷達(dá)回波角度分析2次冬季暴雪過(guò)程。

關(guān)鍵詞:暴雪雷達(dá)回波特征分析

中圖分類號(hào):P4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)03(a)-0137-01

1 引言

大雪或暴雪是我們北方冬季的關(guān)鍵性天氣之一，它所帶來(lái)的能見(jiàn)度降低、道路不暢等現(xiàn)象會(huì)給人民的生產(chǎn)、生活帶來(lái)很多不便，甚至是嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)冬季的降雪天氣，多普勒天氣雷達(dá)的探測(cè)能力相對(duì)較弱，這是由于雪對(duì)微波的散射能力比水滴小得多，所以在反射率因子圖上，雪的回波圖像較弱，不能很好的反映出實(shí)際的降雪強(qiáng)度，而大部分的導(dǎo)出產(chǎn)品是基于反射率因子數(shù)據(jù)演變而來(lái)，也不能很好的體現(xiàn)降雪的強(qiáng)弱程度。本文就2007年和2009年發(fā)生在吉林省的兩次大暴雪天氣，從雷達(dá)回波的角度進(jìn)行了分析(以150公里半徑的雷達(dá)探測(cè)范圍為主要研究對(duì)象)，給出了冬季強(qiáng)降雪天氣的一些雷達(dá)回波特征，以便預(yù)報(bào)員在工作中借鑒。

2 降雪實(shí)況及天氣形勢(shì)

這兩次暴雪天氣過(guò)程的時(shí)間分別是:2007年3月4日08時(shí)～5日20時(shí);2009年2月12日20時(shí)～13日20時(shí)。

2007年3月4日，吉林省出現(xiàn)了罕見(jiàn)的大暴雪天氣，全省有31個(gè)縣市降了10mm以上的暴雪，其中有8個(gè)縣市日降雪量達(dá)40mm以上，日最大量出現(xiàn)在柳河，達(dá)54.7mm。這次暴雪天氣雪量之大、范圍之廣，是我省1951年以來(lái)的第一次。雪災(zāi)造成航空、鐵路、公路、城市交通運(yùn)輸嚴(yán)重受阻，農(nóng)村蔬菜大棚及民房倒塌，部分牲畜和家禽因?yàn)?zāi)死亡等，雪災(zāi)共波及吉林省6個(gè)市(州)，受災(zāi)人口達(dá)76.1萬(wàn)人，倒塌房屋820間，損毀蔬菜大棚等345.9公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失1.88億元。這次過(guò)程是受江淮氣旋發(fā)展東北上以及貝加爾湖強(qiáng)冷空氣的共同影響，主要降雪時(shí)段在4日08時(shí)～5日08時(shí)，全省50個(gè)站平均降雪量22.1mm，九個(gè)地區(qū)中有六個(gè)地區(qū)暴雪以上，其中雪量最大的柳河站為54.7mm，雪深60cm，降雪的同時(shí)伴有較強(qiáng)的地面大風(fēng)和降溫。

2009年2月12日20時(shí)～13日20時(shí)，受高空槽與華北氣旋強(qiáng)烈發(fā)展北上的共同影響，我省自西南向東北產(chǎn)生了一場(chǎng)梯度較為明顯的天氣過(guò)程，主要降雪時(shí)段發(fā)生在12日20時(shí)～13日08時(shí)，除我省北部的白城、松原、長(zhǎng)春地區(qū)北部以外，其它地區(qū)均有降雪出現(xiàn)，遼源、吉林、通化、白山、延邊五個(gè)地區(qū)均為暴雪以上，全省平均降雪量11.7mm。

3 前期形勢(shì)及影響系統(tǒng)分析

3.1 前期高空環(huán)流形勢(shì)及演變

暴雪發(fā)生的前期，500hPa歐亞大陸為緯向環(huán)流，冷空氣在貝加爾湖一帶堆積，在緯向環(huán)流中有小槽攜帶冷空氣東移，從3月3日開(kāi)始，南北兩支槽在東移過(guò)程中發(fā)展、加深、北支槽引導(dǎo)的冷空氣與南支槽前西南氣流輸送的暖濕空氣在東北區(qū)交綏，為2007年3月4日暴雪發(fā)生提供了有利的環(huán)流背景。

3.2 地面影響系統(tǒng)分析

吉林省的暴雪天氣過(guò)程是由江淮氣旋東北上，冷空氣不斷向東南擴(kuò)散，使南北兩支槽相互作用造成的，北支槽積聚了強(qiáng)冷空氣，南支槽帶來(lái)了充沛的水汽，冷暖空氣交匯，在吉林省產(chǎn)生了大范圍的暴雪天氣。

4 雷達(dá)產(chǎn)品分析

4.1 反射率因子

分析兩次暴雪天氣的反射率因子圖象，降雪量較大的中南部地區(qū)回波結(jié)構(gòu)均勻連續(xù)、范圍大、反射率因子空間梯度小，以片狀穩(wěn)定性為主，并長(zhǎng)時(shí)間維持有大片的20dBz左右的降雪回波區(qū)，最強(qiáng)處≤25dBz。而北部弱的降雪區(qū)回波結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度弱，為0～8dBz左右。

4.2 徑向速度圖

在兩次降雪過(guò)程的初期，速度場(chǎng)特征都不明顯，風(fēng)速也不很大，到降雪旺盛時(shí)期，1.5度仰角的徑向速度圖上，低層?xùn)|北風(fēng)，為冷平流，高層西南風(fēng)，為暖平流，表明了兩次天氣過(guò)程均為穩(wěn)定的層狀云降水，并且低空有完整對(duì)稱的“牛眼”結(jié)構(gòu)，“牛眼”中心數(shù)值較大，特別是07年降雪過(guò)程，速度中心最大風(fēng)速達(dá)24.7m/s，甚至出現(xiàn)速度模糊，也可以反映出當(dāng)時(shí)的地面大風(fēng)天氣。

4.3 譜寬產(chǎn)品

因?yàn)榻笛儆诜€(wěn)定性層狀云降水，所以譜寬值較低。兩次降雪過(guò)程中，北部的弱降雪區(qū)和南部的強(qiáng)降雪區(qū)譜寬值并無(wú)太大區(qū)別，均為0.2～3.2m/s之間。

4.4 風(fēng)廓線產(chǎn)品

從兩次過(guò)程主要降水時(shí)段的雷達(dá)風(fēng)廓線產(chǎn)品能夠看出:底層1.5KM東北風(fēng)3.0KM西南風(fēng)。

4.5 導(dǎo)出產(chǎn)品

導(dǎo)出產(chǎn)品中的垂直累積液態(tài)水含量南北差別也不大，數(shù)值均小于1kg/m2。其它的導(dǎo)出產(chǎn)品大部分也是從反射率因子演變而來(lái)，而雪的反射率因子強(qiáng)度較弱，所以導(dǎo)出產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)降雪的指示意義較弱。

4.6 RHI圖像產(chǎn)品

在RHI強(qiáng)度圖上，高度一般為4～5km以下，回波頂比較平整，強(qiáng)度較弱并且均勻;在RHI速度圖上，低層為朝向雷達(dá)的入流區(qū)，高層為離開(kāi)雷達(dá)的出流區(qū)，高低空風(fēng)向存在切變。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)2007年和2009年兩場(chǎng)暴雪天氣過(guò)程的對(duì)比分析，得出以下體會(huì)。

(1)首先考慮大尺度的環(huán)流背景，是否有利于大的降雪過(guò)程。

(2)從多普勒天氣雷達(dá)反射率因子圖上看:兩次強(qiáng)降雪過(guò)程均有大片20dBz左右的降雪回波區(qū)(最強(qiáng)處≤25dBz)，并維持較長(zhǎng)時(shí)間。

(3)基本徑向速度圖能夠較好的反映降雪情況。在較強(qiáng)的降雪天氣中，1.5度仰角均有急流軸，有完整對(duì)稱的“牛眼”結(jié)構(gòu)回波，“牛眼”中心風(fēng)速大，甚至出現(xiàn)模糊現(xiàn)象，帶來(lái)強(qiáng)降雪的同時(shí)伴隨有地面大風(fēng)。

(4)降雪過(guò)程的譜寬產(chǎn)品一般較弱;導(dǎo)出產(chǎn)品對(duì)降雪預(yù)報(bào)也只起到一般提示作用。

(5)RHI強(qiáng)度圖上:回波頂?shù)投秸话銥?～5KM以下，強(qiáng)度弱而均勻;但RHI速度圖上，高低空風(fēng)向存在明顯切變。

(6)各地出現(xiàn)的暴雪對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、人民生活常常造成不良影響，有的則造成人民生命財(cái)產(chǎn)損失，甚至是重大損失。另外，各地出現(xiàn)的異常暴雪，各級(jí)政府不僅關(guān)心它的量值大小，而且還非常想知道這種事件出現(xiàn)的可能性的大小，是常見(jiàn)事件，還是稀遇事件，是20年一遇、50年一遇或者百年一遇等等，以便進(jìn)行科學(xué)的防災(zāi)、抗災(zāi)、減災(zāi)或救災(zāi)決策。

參考文獻(xiàn)

[1]王寶書(shū)，等.初春一次罕見(jiàn)暴雪天氣過(guò)程的診斷分析.吉林氣象，2009(2).