713天氣雷達回波資料在冰雹與對流性強降水中的識別指標

張宇

摘 要：利用2015-2016年積累的713數字化雷達回波資料進行統計研究分析，據此提出判別對流性強降水和冰雹云的指標。

關鍵詞：回波；形態；強度

烏拉特中旗713天氣雷達安裝在西山電視臺上，烏拉特中旗氣象局（國家基準站）位于其東面，直線距離10km。在713雷達探測有效范圍內，選取2015-2016先后出現的較強降水天氣過程（11）和冰雹天氣過程（14）進行對比統計分析發現，強降水過程與冰雹在回波高度、強回波高度、強回波強度及形態方面有一定區別。

1 回波高度H 回

實驗證明，冰雹云必須發展到能使個別大水滴凍結的高度，一般認為溫度達-12～-16℃，當H 回達到或超過這個溫度所對應的高度時，才能形成冰雹。因此，H 回可以做為判別冰雹回波的指標，一般H 回越高，降雹可能性越大。統計烏拉特中旗探空資料發現，當氣壓達到400百帕以上時，高空溫度一般在-12～-16℃以下，對應探空高度為7公里以上；結合713雷達資料統計發現，當H回<7公里時，無冰雹和強降水產生，7-13公里時，有強降水但無冰雹產生，當H回在13-16公里時，強降水概率達10/ 11=90.9%，易出現降雹天氣，當H回>16公里時，降雹概率達12/14=85.7%。

2 強回波高度

H強反映了云內較大的降水粒子被上升氣流系帶上升所達高度，是云內上升氣流強度的一種指標，也常用于判斷冰雹回波。713數字化雷達RHI 圖可以直接顯示回波各級強度（間隔5dBz）高度值。統計分析發現，當回波強度在45 dBz以上時，回波高度具有一定表征意義，這里將回波值≥45dBz以上的回波稱為強回波。當Z =45dBz時，強降水強回波最大頂高≤9km，冰雹強回波最小頂高≥ 11km；當Z =50dBz時，強降水強回波最大頂高≤8.8km，冰雹強回波最小頂高≥ 10km；當Z =55dBz時，強降水強回波最大頂高≤7.1km，冰雹強回波最小頂高≥ 9.5km；當Z =60dBz時，強降水強回波最大頂高≤6.5km，冰雹強回波最小頂高≥ 8.1km。

3 回波形態特征

冰雹云的雷達回波，常出現一些形態獨特，具先兆性的回波特征，統計結果顯示主要有以下幾種：中高位強回波區，簡稱強回波核（≥65dBZ）、前懸回波，回波柱上大下小；V形、鉤狀、人字形等。前三種由RHI顯示，后三種由PPI顯示。其中強回波核的出現最具特征性，它在冰雹云的發展過程中常伴隨著云體的躍增，表明了它是冰雹云發展到一定階段時的產物，而這一產物也正是由于云體中上具有較高的含水量或大量的冰雹顆粒的緣故。前懸回波，這是由于前懸回波中含有較高的含水量或大量雹胚、小冰雹，因而具有較大的回波強度。

回波柱上大下小，說明云體中上具有較多的含水量，故呈現回波柱上大下小現象。

其次是鉤狀、V形、人字形回波特征等。后二種特征一般在PPI顯示器上見到，它出現的機率不是很大，但是成雹的機率卻很大。

4 總結

4.1 回波高度指標

當回波頂高在13-16公里時，強降水發生概率偏大。當回波頂高大于16公里時，冰雹發生概率較大。

4.2 強回波高度指標

當回波強度在45-60dBz時，強回波高度對于強降水和冰雹云具有較強指示意義，可以作為判斷強降水和冰雹云的重要指標，具體見下表：

4.3 形態特征判別指標

（1）RHI上顯示云體中出現強度≥45dBZ的強核區或云體中上部出現前懸；云柱上大下小等易出現冰雹天氣。（2）PPI顯示云體呈V形、鉤狀、人字形回波時易出現冰雹天氣。

以上判據在具體實施過程中，應結合當天高空形式（蒙古冷渦或東北冷渦擾動）及本地地形情況（水庫、山）綜合分析研判。