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多普勒雷达短时临近预报技术研究

作　者: 石燕茹
导　师: 寿绍文
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 多普勒雷达强对流晴空回波风暴相对螺旋度预警
分类号: P456.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以河北省中南部2004-2008年共5年的对流性天气过程作为研究对象,利用常规观测资料和雷达资料,分析了对流性天气过程产生的天气背景、雷达回波图像特征；同时,应用EVAD技术计算得到的平均散度,分析了对流天气产生的动力学特征；根据风暴相对螺旋度(SRH)的变化判断对流发生的时间及强弱。具体研究开发内容有：①分析了对流性天气过程的天气背景,总结出雷暴、冰雹等灾害性天气的气候和天气学特征。②分析多普勒天气雷达回波的强度和径向速度等图像产品,找出对流天气过程的雷达图像特征。通过分析径向速度PPI产品的零速度线的走向,能够定性判断大尺度风向的辐合辐散,根据相同距离圈正、负速度数值的差异定性判断某个高度层风速的辐合辐散,进而跟踪对流的发展。③利用EVAD技术计算低层不同高度上的水平散度值,根据低层散度随时间的变化,判断环境场是否有利于对流天气的发展。通过对2005-2008年5-9月石家庄雷达扫描范围内共50次强对流天气过程进行分析,得到了利用晴空回波预警强对流天气的指标。④利用雷达垂直风廓线产品(VWP)计算风暴相对螺旋度(SRH),通过对2007～2008年的27次强对流天气过程的分析,找出高低层SRH变化与对流出现时间的关系,归纳总结出不同类型强对流天气(冰雹、大风、短时强降水)的预报预警指标。⑤根据晴空回波统计结果开发了“强对流自动报警系统”,并于2009年6-8月进行了试运行。从2009年汛期运行情况来看,系统简单方便,运行基本稳定。6-8月除5天无雷达资料外,共报警56次,正确率为73.6%,空报率为19.5%,漏报率为6.9%；辐合平均提前对流天气出现时间为7.1h。总体看来,该报警系统具有漏报少,虚警较多的特点,对降低强对流天气漏报率,提高强对流天气的临近预报水平有重要意义。

全文目录

中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章前言  8-11
  1.1 研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究进展  9-10
  1.3 研究的方法  10
  1.4 技术关键和创新点  10-11
第二章石家庄强对流天气的气候和天气学特征  11-25
  2.1 石家庄市雷电特征  11-17
    2.1.1 雷暴的时间分布特征  11-13
    2.1.2 雷暴的地理分布  13-14
    2.1.3 雷电天气系统分型  14-17
  2.2 石家庄市冰雹气候特征  17-25
    2.2.1 冰雹的时间分布特征  17-19
    2.2.2 冰雹的地理分布  19-20
    2.2.3 冰雹的路径  20-21
    2.2.4 石家庄冰雹天气系统  21-25
第三章强对流天气的雷达回波特征分析  25-35
  3.1 雷雨大风的多普勒雷达回波特征  25-29
    3.1.1 反射率因子PPI特征及预报指标  25
    3.1.2 弓形回波  25-26
    3.1.3 阵风锋  26-29
  3.2 冰雹天气的多普勒雷达回波特征  29-30
  3.3 短时暴雨的多普勒雷达回波特征  30-35
第四章晴空回波在强对流潜势预报中的应用  35-44
  4.1 利用多普勒雷达资料识别晴空回波原理  35-37
    4.1.1 图像定性识别法  35-36
    4.1.2 EVAD技术定量分析法  36-37
  4.2 晴空回波定量识别统计特征分析  37-40
  4.3 典型个例分析  40-44
    4.3.1 天气实况简介  40
    4.3.2 图像定性分析  40-42
    4.3.3 EVAD技术定量分析  42-44
第五章风暴相对螺旋度在强对流预报中的应用  44-58
  5.1 风暴相对螺旋度(SRH)简介  44-45
  5.2 应用雷达产品计算风暴相对螺旋度的方法  45-46
    5.2.1 多普勒雷达垂直风廓线(VWP)产品简介  45
    5.2.2 应用雷达产品计算风暴相对螺旋度  45-46
  5.3 风暴相对螺旋度在强对流预报中的应用  46-58
    5.3.1 不同灾害性天气类型的SRH特征  46-55
    5.3.2 远距离和小范围强对流天气的SRH特征  55-56
    5.3.3 预报指标  56-58
第六章强对流自动报警系统介绍  58-61
  6.1 强对流自动报警系统设计思路  58
  6.2 散度计算系统简介  58-61
第七章 2009年过程检验  61-73
  7.1 典型个例  61-69
    7.1.1 2009年8月4日强降水  61-65
    7.1.2 2009年8月27日强对流  65-69
  7.2 2009年汛期综合分析  69-73
    7.2.1 强对流自动报警系统  69-70
    7.2.2 SRH灾害天气类型监视系统  70-73
第八章总结与讨论  73-74
  8.1 研究成果  73
  8.2 存在的不足  73-74
参考文献  74-77
致谢  77

多普勒雷达短时临近预报技术研究

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