基于对流风暴结构的双偏振雷达Z_(DR)柱识别及应用研究

作     者：潘佳文 徐鸣一 吴举秀 吴伟杰 郑秀云 彭婕 韩颂雨 PAN Jiawen;XU Mingyi;WU Juxiu;WU Weijie;ZHENG Xiuyun;PENG Jie;Han Songyu

作者机构：厦门市海峡气象开放重点实验室厦门市气象局厦门361012 中国气象局气象探测中心北京100081 山东省气象防灾减灾重点实验室山东省气象工程技术中心济南250031 浙江省气象信息网络中心杭州310000 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC3004101) 福建省自然科学基金(2022J011080、2022J01443) 山东省自然科学基金(ZR2020MD052) 浙江省自然科学基金(LZJMY23D050006) 厦门市社会发展领域指导性项目(3502Z20214ZD4005) 

出 版 物：《气象学报》 (Acta Meteorologica Sinica)

年 卷 期：2023年第81卷第6期

页      码：943-957页

摘      要：双偏振雷达观测到的垂直伸展至环境0℃层之上的柱状差分反射率因子增强区(即Z_(DR)≥1 dB),被称为Z_(DR)柱。Z_(DR)柱可以提供对流风暴上升气流的位置和强度信息,是分析对流风暴演变的有力工具。为了实现对Z_(DR)柱的自动识别并提供用于对流风暴预警的诊断信息,基于对流风暴的三维形态特征,使用厦门双偏振雷达观测数据设计了Z_(DR)柱识别算法,并提取Z_(DR)柱形态参数。结合地面观测资料,探索Z_(DR)柱形态参数在对流风暴定量化分析领域的应用。研究表明:(1)强风暴和非强风暴在Z_(DR)柱形态参数上存在统计学上的明显差异,这为预报员据此判别两类对流风暴提供了参考依据。当Z_(DR)柱深度达到1500 m后,至少有60%的雷达体扫个数与强风暴相关。Z_(DR)柱体积、质心高度和最大Z_(DR)值的阈值达到20 m3、500 m和3 dB时,这一比例分别达到70%、70%和50%。(2)Z_(DR)柱的演变可较好地指示对流风暴的发展过程,其形态参数的极值早于强对流天气现象出现。在连续性强对流天气过程中,Z_(DR)柱的再度发展预示着对流风暴的再次增强。(3)Z_(DR)柱对于风暴的合并与分裂过程具有预示性。在风暴合并(分裂)过程中伴有Z_(DR)柱合并(分裂)的现象,其中有57%(69%)的过程Z_(DR)柱提前于对流风暴发生合并(分裂)。(4)Z_(DR)柱的位置与对流风暴的后续传播方向存在相关,可为改善对流风暴移动路径的预测提供参考依据。

主 题 词：双偏振雷达 Z_(DR) 柱 识别算法 对流风暴 

学科分类：07[理学] 070601[070601] 0706[理学-大气科学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11676/qxxb2023.20230050

馆 藏 号：203125317...