雷達(dá)回波的識別與類型分析

姚維華，于躍，畢明林，劉志鵬

（朝陽市氣象局，遼寧朝陽122000）

雷達(dá)回波的識別與類型分析

姚維華，于躍，畢明林，劉志鵬

（朝陽市氣象局，遼寧朝陽122000）

本文講述在雷達(dá)開機時對出現(xiàn)的氣象回波怎樣能夠正確識別，同時對降水回波做到正確分析，以及遼西地區(qū)各種天氣形勢下的回波特點。

雷達(dá)；回波；分析

在雷達(dá)探測中，出現(xiàn)的回波是多種多樣的，大致可分為氣象回波和非氣象回波兩類，正確判斷、分析各種回波，是雷達(dá)探測工作的主要任務(wù)之一。能夠?qū)庀蠡夭ㄕ_的識別不但對人工增雨、人工防雹和短期預(yù)報具有重要的意義，而且也能從中獲取有關(guān)未來天氣演變的信息和發(fā)展規(guī)律。但對其他回波也要加以注意，因這些回波的出現(xiàn)，有時也能提供一些有用的情報。

1 氣象回波

形成這類回波的直接因素是大氣中云、降水中的水汽凝結(jié)物對電磁波的后向散射和大氣中壓、溫、濕等氣象要素劇烈變化引起的。按其地面是否有降水，還可分為降水回波和非降水回波兩部分。

1.1 氣象回波分類

根據(jù)雷達(dá)回波結(jié)構(gòu)特征和形狀把降水回波分為以下幾類：層狀云降水、對流云降水、混合型降水回波。

1.1.1 層狀云連續(xù)性降水回波 回波的一般特征通常在平顯（PPI）上分布成片比較均勻，面積較大，內(nèi)部無明顯的塊體。在高顯（RHI）上，結(jié)構(gòu)比較均勻頂部比較平坦沒有明顯的起伏，垂直高度較低，一般在5～6公里左右但隨季節(jié)的不同小有變化。另外回波的水平尺度比垂直尺度大得多，降水持續(xù)時間較長。通常在華北氣旋、緩行冷鋒系統(tǒng)時出現(xiàn)。

1.1.2 對流云陣性降水 回波在平顯（PPI）上由許多分散的回波單體組成，這些單體隨著不同的天氣系統(tǒng)排列成帶狀、條狀或其他形狀?；夭▎误w結(jié)構(gòu)緊密，邊緣清晰，棱角分明，回波強度強，強度梯度大，回波演變快。在高顯（RHI）上這種回波單體呈柱狀結(jié)構(gòu)，回波頂常呈花菜狀?；夭òl(fā)展一般比較高，多數(shù)在6～7公里以上，但隨季節(jié)及天氣系統(tǒng)的不同差異會很大，最高可達(dá)13～14公里以上，對流云陣性降水包括陣雨、雷雨、冰雹等，常出現(xiàn)在冷鋒、冷渦、地方性熱對流天氣系統(tǒng)上。

1.1.3 雷雨和陣雨回波的區(qū)別 雷雨和陣雨都是積狀云降水，其在平顯上均是塊狀回波，在高顯上是很高的柱狀回波。雷雨和陣雨的區(qū)別是雷雨有電閃雷鳴，而陣雨沒有。在實際探測中，通常根據(jù)回波的外形、水平尺度、強度、結(jié)構(gòu)、垂直尺度差異來進(jìn)行區(qū)分。

1.1.4 從外形結(jié)構(gòu)和水平尺度來區(qū)分雷雨和陣雨 雷雨回波結(jié)構(gòu)緊密邊緣清晰，云體內(nèi)泡體活動明顯，塊體明亮，水平尺度在20公里以上。而陣雨回波結(jié)構(gòu)比較松散，水平尺度小，在10公里左右。

1.1.5 從回波強度區(qū)分 雷雨回波強度較強，通常在 40dbz以上。而陣雨回波較弱在30～40dbz之間。

1.1.6 從回波垂直發(fā)展高度區(qū)分 雷雨回波一般在 10公里左右，而陣雨回波通常在 7～8公里，隨季節(jié)不同也有所改變，夏季高于春秋季。

1.2 雷達(dá)識別冰雹云

用天氣雷達(dá)來識別冰雹云，除了對正在降雹的成熟冰雹云正確判別外，還應(yīng)對未來可能發(fā)展成雹云的對流回波進(jìn)行觀測和分析判別。這種工作雖然難度較大，準(zhǔn)確性相對要小些，但其的預(yù)報意義大。

冰雹云的前期階段是積雨云迅速發(fā)展的時期，對于單體積云來說，下列一些回波特征應(yīng)該特別注意：

對流性帶狀回波中的強單體。其中包括冷鋒帶狀回波、特殊地形形成的帶狀回波等。

作特殊運動的對流單體。也就是與當(dāng)時其他對流單體比較，運動速度特別快，或某個單體向某一個地方輻合，或者運動方向發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)。

發(fā)展演變比較特殊的單體。與當(dāng)時其它對流單體相比，在強度、尺度、回波高度等方面與其它單體發(fā)生合并維持時間較長并得到發(fā)展，顯出強大的生命力，極有可能發(fā)展成冰雹。

混合型降水：回波常表現(xiàn)為層狀云降水和積狀云降水的混合。從外形看它們象棉絮狀。在平顯（PPI）上其范圍較大，回波邊緣呈現(xiàn)支離破碎沒有明顯的邊界。在高顯（RHI）上回波特征是柱狀回波高低起伏，高峰部分可達(dá)到雷雨的高度。絮狀回波常呈現(xiàn)連陰雨的天氣，這種回波出現(xiàn)時降水時間長，累積雨量大時可達(dá)到暴雨的程度。

1.3 非降水回波

云的回波：已經(jīng)產(chǎn)生降水的云，在雷達(dá)顯示器上由于云體的回波和降水回波聯(lián)結(jié)一體，從回波上無法加以區(qū)分，只能根據(jù)回波所在的高度來判斷哪些是云的回波。

對于一些還未形成降水的云，由于云體內(nèi)云滴的粒子較小含水量也少，一般厘米波段的雷達(dá)不容易觀測到，只有含水量較大的時候，在較近距離內(nèi)雷達(dá)才能觀測得到它。

由于云距地面有一定的高度，只有當(dāng)天線仰角抬高到適當(dāng)角度時，并且有一定的強度下，在平顯上才能探測到它。

2 遼西地區(qū)幾種主要天氣形勢的回波分析

2.1 華北氣旋回波

此類回波產(chǎn)生在高空槽前，地面蒙古氣旋或東北低壓冷鋒的暖區(qū)中，所以回波單體都是自西南向東北移動，回波總

體路徑則前半段向東北移動，后半段若有冷鋒并入則改為東南移，無冷鋒并入，仍向東北移，轉(zhuǎn)向區(qū)域在阜新、黑山、北鎮(zhèn)一帶。

此類回波移速很不均勻，總的來說，達(dá)到 25～30公里／小時，發(fā)展擴大階段達(dá) 30～40公里／小時。

此類回波大部分為中等以上強度的大面積連續(xù)性降水，一般維持24小時，有時達(dá) 48小時，最短10幾小時。新生階段呈小片分散的陣雨，發(fā)展之后變成大片混合型降水，強度在30～40dbz之間，高度一般只有 8～9公里，降水量大。此類回波再生性較明顯，往往一次過程有二、三次以上回波遞補過程。地形是影響此類回波的重要外因條件，但對回波生消變化的內(nèi)因很少了解，有待今后工作進(jìn)一步探討。

2.2 東北低壓冷鋒回波

回波形狀：本站所探測到的此類回波70%～80%為帶狀。片狀、分散狀回波較少。但在新生階段分散狀占較多，到達(dá)朝陽地區(qū)幾乎演變成帶狀，長度大致為250～300公里。對于不同強度的冷鋒來說，弱冷鋒帶狀突出，強冷鋒片狀明顯。

回波性質(zhì)：東北低壓冷鋒回波 70%～80%都屬陣性降水（陣雨或雷陣雨），即使是大面積連續(xù)性降水回波之中，也往往夾有明顯的陣性降水回波。一般是鋒面在朝陽以西時表現(xiàn)為陣性降水，鋒面過朝陽后由于下坡原因，陣性降水回波所占比例減少，連續(xù)性降水回波所占比例增加，但仍以陣性降水回波為多，并且雷陣雨的比例較大。

回波走向：東北低壓冷鋒降水回波的走向多數(shù)為東北——西南向，少數(shù)為北——南向。此類回波一般都是西北向東南方向（90～150）度移動的。對于同一條冷鋒來說，不同的發(fā)展階段和在不同的地區(qū)移速各不相同；新生階段為10～20公里／小時，發(fā)展完整后為 20～25公里／小時，若回波強度少變，則移速較均勻，消失階段移速較快為 25～30公里／小時。

2.3 暖鋒回波

華北氣旋北上的暖鋒回波，以混合性降水為主；當(dāng)暖濕空氣活躍時，以對流性降水為主；當(dāng)暖濕空氣不活躍時，以穩(wěn)定性降水為主，強度較弱，高度隨距離不同高低不等，遠(yuǎn)離鋒線的地方較高，一般在 8～10公里，靠近鋒線的地方較低，只有5～6公里。

2.4 河套倒槽回波

在河套附近生成，開始走向西北——東南向，帶狀較寬，在東移過程中，近似東——西向，演變成片狀，以穩(wěn)定型降水為主，最后回波呈東北——西南向移動。強度中強，移速在20～25公里／小時左右，一般降中到大雨。

2.5 冷渦回波

分散塊狀、絮狀，強度不等，較強的地方能達(dá) 50dbz以上，并形成冰雹，高顯上高低不等，一般出現(xiàn)在午后，能持續(xù) 3～4天。

3 結(jié)語

由于新一代天氣雷達(dá)全天候開機，所以能夠及時掌握回波的全部過程。根據(jù)不同天氣形勢結(jié)合云圖及觀測，通過對雷達(dá)回波的識別，特別是把冰雹回波做為雷達(dá)觀測的重點之一，對每一次降雹過程進(jìn)行認(rèn)真分析總結(jié)，進(jìn)一步對降雹位置、強度和路徑加以探討。從而做到最大限度地發(fā)揮天氣雷達(dá)在監(jiān)測和預(yù)警災(zāi)害性天氣方面的特殊作用。

[1]張培昌,杜秉玉,戴鐵丕.雷達(dá)氣象學(xué)[M].北京:氣象出版社,2001.

P412

A

10.14025/j.cnki.jlny.2016.21.074

姚維華，朝陽市氣象局，工程師，研究方向：新一代天氣雷達(dá)技術(shù)保障工作。