風廓線雷達資料在臺風“尤特”影響過程中的應用

張 軍，謝文鋒

（民航中南空管局氣象中心，廣東 廣州 510000）

風廓線雷達資料在臺風“尤特”影響過程中的應用

張 軍，謝文鋒

（民航中南空管局氣象中心，廣東 廣州 510000）

文章利用廣州白云機場的LQ-4型風廓線雷達資料對1311號強臺風“尤特”登陸華南的天氣過程進行總結分析。結果表明：機場上空的風向隨著與臺風相對位置的改變而變化，且風向變化具有自高層向低層傳播的特征，機場的地面風速隨著高空動量的下傳而增大。垂直速度的大小對應了臺風降水的強弱變化，大于35dB的信噪比則能夠指示降水的開始和結束，可以應用到臺風降水的監測當中。

風廓線雷達；臺風；垂直速度；信噪比

風廓線雷達是一種利用大氣湍流對電磁波的散射作用來探測大氣風場的遙感設備，通過發射一定頻率的電磁能量脈沖，當脈沖遇到折射率不均勻的大氣時發生散射，其中一部分能量經后向散射返回雷達，風廓線雷達通過探測后向散射回波的頻率獲得徑向速度，通過多射向的速度測量便可估測出大氣的風場信息。華南地區每年的七八月份常受到登陸臺風的侵襲，臺風引起的長時間、大范圍的大風和強降水天氣對航空飛行安全和航班的正常造成很大影響。文章通過分析臺風“尤特”登陸前后的風廓線雷達資料特征，希望為臺風天氣過程中風廓線雷達資料的應用提供參考。

1 臺風“尤特”天氣過程概況

2013年第11號臺風“尤特”于北京時間8月9日02時在西北太平洋生成，進而在副高西南側的東南氣流引導下往西北方向移動，10日02時加強為熱帶風暴，10日14時加強為臺風，11日11時增強為強臺風，于11日17時增強為超強臺風，中心最低氣壓達到了925hpa，并于14日15時50分在廣東省陽江市陽西縣登陸，登陸時中心附近最大風速42m/s，中心最低氣壓955百帕，達到了強臺風的級別。登陸后以10～15km/h的速度向偏北方向移動，于8月16日02時在廣西東北部減弱后停止編號。臺風登陸過程造成了華南地區大范圍的大風和強降水天氣

2 “尤特”影響過程中的風廓線雷達資料特征

廣州白云機場引進的LQ4型風廓線雷達，最大探測高度可達8000m，垂直分辨率為100m，每10min探測一次數據。

（1）風場垂直分布的變化特征。大風是臺風登陸過程中帶來的主要災害之一，通常在水平方向上可以把臺風分為臺風眼區、云墻區和外圍螺旋云區，相對于臺風的位置不同則對應有不同的風場特征。圖1是8月13日00時至17日00時白云機場風場垂直分布隨時間的變化。在臺風登陸之前，受外圍環流影響，13日12時白云機場處于臺風的北側以偏東氣流為主，隨著臺風向西北方向移動，從14日12時到15日00時各層逐漸轉為東南風場控制，此時機場位于臺風外圍東北側。隨著臺風轉向偏北方向移動，到了15日12時機場處于臺風東南側時，從高層到低層逐漸轉為西南氣流。從風廓線圖中可以清晰地看出機場上空的風向變化，并且風向變化具有從高層開始向低層傳播的特征。

從風速上看，隨著臺風的靠近，自13日12時開始機場上空的風速迅速增大，最大風速超過20m/s，風速大值區主要位于500m～4500m高度上，15日12時后隨著臺風的強度減弱和遠離，風速顯著減小。從13日12時到15日00時，風速有一個明顯的自高層向低層下傳的過程。對比白云機場觀測的實況地面風速可知，這個階段地面風速也有一個增大的過程。高時空分辨率的風廓線雷達資料對于抓住風場的變化細節和垂直結構有很好的參考價值。

圖1 8月13日00時至17日00時風場垂直廓線的時間序列圖，單位:m/s

（2）垂直速度與降水的關系特征。研究指出，在有降水的情況下，風廓線雷達探測到小于-4m/s的垂直速度反映了降水的基本特征，強下沉氣流的接地意味著降水的開始。圖2是“尤特”登陸前后探測到的垂直速度隨時間的變化，強的下沉氣流出現在15日的上午和傍晚，以及16日的上午，對比白云機場的實況報文發現這與本場出現中陣雨和雷雨的時間對應很好，這些時段最大下沉速度超過了-8m/s。此外14日白天機場也出現了較長時間的小到中雨天氣，可見風廓線雷達探測的垂直速度大小反映了機場降水的強弱和變化，可以很好地應用到降水的監測和分析研究中。

圖2 8月13日00時至17日00時垂直速度分布的時間序列圖，單位：m/s

（3）信噪比與降水的關系特征。信噪比指的是雷達返回信號中氣象信號與噪聲信號之比，反映的是回波功率，信噪比越大對應回波功率越強。15日00時至16日00

時機場出現了長時間的降雨天氣，實況報文顯示15日的降水從00時開始，2時30分前后出現短暫停歇，03時又開始一直持續到17時停止，23時后降雨又重新開始。圖3選取的是這一時間段的信噪比垂直分布的變化，可以明顯地看到信噪比的強弱與降水有非常好的對應關系，降水停止后信噪比顯著減小，而有降水時低層的信噪比都超過了35dB，返回的信號非常強烈。因而信噪比在指示降水的開始和結束方面也有很好的參考價值。

圖3 8月15日00時至16日00時信噪比隨時間的變化，單位：dB

3 結語

高時空分辨率的風廓線雷達探測資料有利于抓住風場的變化細節和垂直結構，能有效彌補常規高空風場探測中時空分辨率的不足。垂直速度的大小對應了臺風降水的強弱變化，而信噪比則能夠指示降水的開始和結束，可以應用到臺風降水的監測當中，風廓線雷達的使用有助于提高災害性天氣的監測預警能力。

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張軍（1989-），男，江蘇靖江人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：大氣科學。