白城市區(qū)域性強降雪天氣過程雷達特征指標分析

于秀娟 吳恒 王昊蘇

摘要? ? 由于大范圍強降雪屬于小概率事件，所以要準確預報好一次強降雪天氣過程，不僅要關注環(huán)流背景，也需要做好隨時監(jiān)視和跟蹤預報，而雷達產(chǎn)品更為直觀，可以更好地發(fā)揮作用。本文針對近10年發(fā)生在白城地區(qū)的典型區(qū)域性強降雪天氣過程，將降雪過程分為2類，即雨夾雪或雨轉雪和純雪，分析強降雪開始、加強、減弱以及結束過程中多普勒雷達的強度場、速度場以及二次產(chǎn)品的共同特征，為進一步發(fā)揮雷達在防災減災中的作用奠定基礎。

關鍵詞? ? 強降雪;多普勒雷達;特征指標;吉林白城

中圖分類號? ? P458? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0211-01

大雪在吉林省較為常見，春季、秋季多以雨夾雪的形式出現(xiàn)，降水形態(tài)（雨或雪）、降雪量和暴雪落區(qū)的預報難度較大[1]。雷達產(chǎn)品在夏季暴雨、冰雹等強對流天氣預報中的應用已有較多的研究，利用多普勒天氣雷達分析強降雪的研究卻相對較少。雷達產(chǎn)品在強降雪預報中可以起到一定的輔助作用，即大面積降雪的多普勒雷達PPI徑向速度零線的朝向以及正負速度面積可快速判斷輻合、輻散;由雷達風廓線資料可以清楚地展示強降雪風場的垂直結構及其變化，從而判斷冷暖平流的位置和強度。

1? ? 資料與方法

選取近10年發(fā)生在白城地區(qū)的典型區(qū)域性強降雪天氣過程，將8場降雪過程分為2類：雨夾雪或雨轉雪和純雪。通過分析多普勒雷達的監(jiān)測資料，分析強降雪過程中雷達的強度、速度以及二次產(chǎn)品的共同特征，總結出強降雪監(jiān)測預報的雷達資料指標。

2? ? 結果與分析

2.1? ? PPI回波強度場特征

純雪過程的雷達回波呈現(xiàn)為片狀，與層狀云連續(xù)性降水回波有很多相似之處。降雪開始前至降雪加強時段，回波結構由松散逐漸變?yōu)榫o密，降雪開始前的回波強度一般在10 dBZ左右，降雪集中段的回波強度不超過25 dBZ。雨夾雪或雨轉雪過程的雷達回波特征與降雨回波類似;以混合狀回波為主，回波強度分布不均勻，在大面積的回波中分布著多個塊狀結構，回波強度在30～40 dBZ之間;隨著降水的加強，回波形態(tài)逐漸變?yōu)檫B續(xù)的片狀，降水減弱時回波強度降低，回波面積變小。

2.2? ? RHI回波強度場特征

雨夾雪或雨轉雪過程RHI剖面上存在明顯的回波核區(qū)，核區(qū)強度在30 dBZ左右，核區(qū)的處置高度在4 km左右，較夏季對流回波弱很多。純雪過程PPI剖面顯示的回波特征明顯不同，回波頂部相對平整，高度也較低，水平尺度較垂直尺度大很多，無明顯核區(qū)。

2.3? ? 雷達回波速度場

雷達徑向速度產(chǎn)品是分析降水系統(tǒng)水平運動和能量輸送的重要手段之一。在多普勒速度產(chǎn)品應用中，大尺度運動往往是冷暖平流、輻合輻散等各種運動的集中反映，暖平流與大尺度輻合相結合就是一種典型災害性天氣產(chǎn)生的速度特征。

降雪前期，速度場有明顯的零速度線且呈S型分布，表明風隨高度順時針旋轉，低層有暖平流;距離測站第一距離圈范圍內(nèi)出現(xiàn)“牛眼”結構，表明最大風速出現(xiàn)在低層且多以東北風為主;負速度區(qū)中負速度中心值大于相應的正速度值，表明存在著風速的輻合。降雪過程中，“牛眼”結構依然存在，但中心速度減弱，S型零線明顯。降雪后期，速度線轉為平直，“牛眼”結構逐漸消失，冷平流主導下以偏北風為主，降雪逐漸結束。

速度場存在“逆風區(qū)”，降雪前期以偏南風為主，降雪期間“逆風區(qū)”發(fā)展，降雪后期“逆風區(qū)”逐漸消失，轉為偏北風，冷空氣主導下降雪逐漸結束。

2.4? ? 垂直風廓線特征

從降雪開始到降雪減弱階段，3～5 km均為西南氣流，且維持較長的時間。這種風場為強降雪的產(chǎn)生提供了充足的水汽和能量[2-3]。在降雪開始和加強階段，西南急流位于3 km及以上高度。在降雪加強階段，高空急流的風速加強，最大可達到18 m/s左右，最大高度為5.0 km左右。這種高空輻散具有抽吸作用。整層風從下至上，風向均隨高度順時針旋轉，且風速增大，具有暖平流特征。暖平流將水汽輸送到降水區(qū)，形成濕中心，又為降水提供了有利的條件[4]。

3? ? 結論

（1）從選取的近10年發(fā)生在白城地區(qū)的典型區(qū)域性強降雪天氣過程可以看出，雨夾雪或雨轉雪天氣過程較純雪過程發(fā)生次數(shù)少。

（2）從PPI強度場上看，純雪天氣過程的雷達回波呈現(xiàn)為片狀，與層狀云連續(xù)性降水回波有很多相似之處，回波持續(xù)時間長、范圍比較大，回波邊緣模糊不清，無確定的邊界絲縷狀紋理結構，回波中常存在一些大的片狀或絲條狀結構。雨夾雪或雨轉雪過程的雷達回波特征與降雨回波類似，以混合狀回波為主，回波強度分布不均勻，在大面積的回波中分布著多個塊狀結構，隨著降水的加強回波形態(tài)逐漸變?yōu)檫B續(xù)的片狀，降水減弱時回波強度降低、回波面積變小。

（3）從速度場上看，純雪過程降雪前期，速度場有明顯的零速度線且呈S型分布，距離測站第一距離圈范圍內(nèi)出現(xiàn)“牛眼”結構，降雪后期，速度線轉為平直，“牛眼”結構逐漸消失，冷平流主導下以偏北風為主，降雪逐漸結束。雨夾雪或雨轉雪天氣過程，速度場存在“逆風區(qū)”，與夏季對流性降水回波的雷達速度場相似，逆風區(qū)附近為強回波發(fā)展區(qū)域，降雪后期“逆風區(qū)”逐漸消失，轉為偏北風，冷空氣主導下降雪逐漸結束。

（4）風廓線產(chǎn)品與探空測風所得的結果一致性相當好，因而分析風廓線資料有助于揭示垂直風場的相對真實結構。

4? ? 參考文獻

[1] 李健，于海躍，陳麗娜，等.酒泉市強降雪天氣過程診斷分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（21）：226-227.

[2] 莊曉翠，李博淵，李如琦，等.新疆北部強降雪天氣研究若干進展[J].沙漠與綠洲氣象，2016，10（1）：1-8.

[3] 紀凡華，韓風軍，韓雪蕾，等.一次魯西北強降雪天氣過程診斷分析[J].中國農(nóng)學通報，2016，32（23）：148-152.

[4] 國世友.黑龍江省春季兩次強降雪天氣分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2013，41（1）：210-212.