1、88多普勒天氣雷達(dá)探測的基本原理天氣雷達(dá)是探測（降水系統(tǒng)）的主要手段，是對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣（冰雹、大風(fēng)、龍卷和暴洪）進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警的主要工具之一。天氣雷達(dá)發(fā)射（脈沖）形式的（電磁波）當(dāng)電磁波脈沖遇到降水物質(zhì)（雨滴、雪花、冰雹等）時(shí)，大部分會(huì)繼續(xù)前進(jìn)，而一部分能量被降水物質(zhì)向西面八方散射，其中（后向散射）的能量回到雷達(dá)天線，被雷達(dá)所接收。根據(jù)雷達(dá)接收的降水系統(tǒng)的（回波）特征可以判別降水系統(tǒng)的特性（降水強(qiáng)弱）（有無冰雹）（龍卷和大風(fēng)等）。在我國東部和中部地區(qū)，裝備先進(jìn)的新一代S波段（10cm）和C波段（5cm）多普勒天氣雷達(dá)系統(tǒng)。沿海地區(qū)設(shè)（S波段）雷達(dá)，內(nèi)陸地區(qū)設(shè)（C波段）雷達(dá)。新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)

2、用主要在于對(duì)（災(zāi)害性天氣），特別是與（風(fēng)害和冰雹）相伴的災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)警。它還可以進(jìn)行較大范圍降水的（定量估測），獲?。ń邓┖停ń邓企w）的風(fēng)場結(jié)構(gòu)。新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)的性能要求：對(duì)（臺(tái)風(fēng)）（暴雨）等大范圍降水天氣的監(jiān)測距離應(yīng)不小于（400km）。對(duì)（雹云）、（中氣旋）等小尺度強(qiáng)對(duì)流天氣現(xiàn)象的有效監(jiān)測和識(shí)別距離應(yīng)大于（150km）。雷達(dá)探測能力在50km處可探測到的最小回波強(qiáng)度應(yīng)不大于（-7dBZs波段）或（-3dBZc波段）。新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域：（對(duì)災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)警）（定量估測大范圍降水）（風(fēng)場信息）（改善高分辨率數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的初值場）6新一代天氣雷達(dá)采用（全相干）體

3、制，共有（7）種型號(hào)，其中S波段有（3）種型號(hào)，稱為SA、SB、SC，C波段有（4）種型號(hào)，分別為CINRAD-CB、CC、CCJ、CD。7.新一代天氣雷達(dá)的三個(gè)主要部分：（雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)RDA）、（雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)RPG）和（主用戶終端子系統(tǒng)PUP）以及連接它們的（通信線路）。RDA和RPG由一條（寬帶）通訊線路連接，RPG和PUP由一條（窄帶）通訊線路連接。由RDA的數(shù)字化基本數(shù)據(jù)經(jīng)過（RPG）中的各種算法生成一系列的產(chǎn)品。8.RDA由四個(gè)部分構(gòu)成：（發(fā)射機(jī)）、（天線）、（接收機(jī)）和（信號(hào)處理器）。它的主要功能是產(chǎn)生和發(fā)射射頻脈沖，接收目標(biāo)物對(duì)這些脈沖的散射能量，并通過數(shù)字化形成基本

4、數(shù)據(jù)。9我國新一代天氣雷達(dá)主要采用的體掃模式目前只定義了其中的四個(gè)：VCP11:規(guī)定5分鐘內(nèi)對(duì)14個(gè)具體仰角的掃描；VCP21：規(guī)定6分鐘內(nèi)對(duì)9個(gè)具體仰角的掃描；VCP31：規(guī)定10分鐘內(nèi)對(duì)5個(gè)具體仰角的掃描；使用長脈沖。VCP32:規(guī)定10分鐘內(nèi)對(duì)5個(gè)具體仰角的掃描；使用短脈沖。10天氣模式有兩種：（降水）模式和（晴空）模式。降水模式使用（VCP11）或（VCP21），晴空模式使用（VCP31）或（VCP32）業(yè)務(wù)運(yùn)行常用的體掃模式有VCP11、VCP21和VCP31，其中（VCP11）常在強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴出現(xiàn)的情況下使用，而（VCP21）在沒有強(qiáng)對(duì)流但有顯著降水的情況下使用，其他情況下使用（VC

5、P31）。多普勒天氣雷達(dá)測量的三種基數(shù)據(jù)是（反射率因子）、（平均徑向速度）（譜寬）13天氣雷達(dá)有哪些固有的局限性？一是波束中心的高度隨距離的增加而增加，二是波束寬度隨距離的增加而展寬，三是靜錐區(qū)的存在。前兩點(diǎn)使雷達(dá)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測能力降低，而第三點(diǎn)使雷達(dá)對(duì)非常近的目標(biāo)物的探測能力受限。氣象目標(biāo)對(duì)雷達(dá)電磁波的（散射）是雷達(dá)探測大氣的基礎(chǔ)。（了解）后向散射截面：設(shè)有一理想的散射體，其截面面積為。，它能全部接收射到其上的電磁波能量，并全部均勻地向四周散射，若該理想散射體返回雷達(dá)天線處的電磁波能流密度，恰好等于同距離上實(shí)際散射體返回雷達(dá)天線的電磁波能流密度，則該理想散射體的截面面積。就稱為實(shí)際散射體

6、的后向散射截面。散射的分類：（瑞利散射）（米散射）瑞利散射：在粒子尺度遠(yuǎn)小于電磁波波長的情況下，氣體分子對(duì)可見光的散射屬于瑞利散射云滴相對(duì)于天氣雷達(dá)都是瑞利散射，大雨滴對(duì)C波段天氣雷達(dá)屬于米散射。在瑞力散射情況下，球形粒子的后向散射截面與（粒子直徑的6次方成正比），（與波長的4次方成反比）。電磁波能量沿傳播路徑減弱的現(xiàn)象稱為衰減。造成衰減的物理原因，是因?yàn)楫?dāng)電磁波投射到氣體分子或云雨粒子上時(shí)，一部分能量被（散射），另一部分被（吸收）而轉(zhuǎn)變成熱能或其他形式的能量，從而使電磁波減弱。18.大氣中的各種折射大氣中折射的種類（五種如圖）超折射回波常是一些呈輻輳狀排列的短線，超折射形成的氣象條件：超折射

7、是因?yàn)榇髿庵姓凵渲笖?shù)n隨高度迅速減小而造成的，折射指數(shù)隨高度迅速減小，必須是氣溫向上遞增，同時(shí)水汽壓向上迅速減小，也就是常說的逆溫。負(fù)折射形成的氣象條件是濕度隨高度增加，溫度向上迅速遞減。等效地球半徑:將天氣雷達(dá)波束曲率“視為”地表曲率時(shí)的“地球半徑”標(biāo)準(zhǔn)大氣的等效地球半徑Rm=（8500km），是實(shí)際地球半徑的（4/3倍）雷達(dá)主要參數(shù)：脈沖寬度t（us）：探測脈沖的振蕩持續(xù)時(shí)間，稱為脈沖寬度。由于探測脈沖具有一定的持續(xù)時(shí)間，因而它在空間也有一定的長度h（h=300T（m）。我國新一代天氣雷達(dá)使用兩種脈沖寬度：短脈沖（157us）和長脈沖（4.71us）,對(duì)應(yīng)的空間長度分別約為（500m）和（

8、1500m）。脈沖功率Pt（kW）：雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射的探測脈沖的峰值功率，即脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)的功率（650-800kw）脈沖重復(fù)頻率（PRF）：每秒鐘產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的個(gè)數(shù)（3001300Hz）脈沖重復(fù)周期（PRT）：兩個(gè)相鄰脈沖之間的間隔時(shí)間（us）,PRT=1/PRF天線增益（G）：在輻射功率相同的前提下，定向天線的最大輻射方向的能流密度與“各向均勻輻射”的天線的能流密度之比，我國新一代天氣雷達(dá)（s波段）的天線增益（M44dB）接收機(jī)的靈敏度：雷達(dá)接收機(jī)具有的接收微弱信號(hào)的能力，用最小可變功率Pmin表示，我國新一代天氣雷達(dá)（s波段）接收機(jī)的最小可測靈敏度對(duì)于短脈沖是（-107dBm），長脈沖是

9、（-113dBm）20、單個(gè)目標(biāo)物的雷達(dá)方程：Pr二PtG2入2c，單個(gè)目標(biāo)的雷達(dá)回波功率與探測距（4兀）r4離的四次方成反比。粒子群的雷達(dá)氣象方程：P=PpG九2於甲工6（熟悉雷達(dá)方程右邊各項(xiàng)的意t12452）兀2r2單位體積義）（1）脈沖功率Pt（2）G天線增益（3）波長九（4）脈沖長度h（5）旳波束寬度（6）離開雷達(dá)距離r（7）目標(biāo)物的后向散射截面工6i單位體積有效照射深度：在雷達(dá)波束方向上，粒子的回波信號(hào)能同時(shí)返回雷達(dá)天線的空間長度為（h/2）。稱為雷達(dá)的有效照射深度。天線方向圖的示意圖：天線方向圖上有主辨、旁辨和尾辨。天線發(fā)出能量的絕大部分集中在主辨方向上，主辨是雷達(dá)的探測方向。有一

10、小部分能量在旁辨方向上，有更少的能量在尾辨方向上。氣象目標(biāo)強(qiáng)度的雷達(dá)度量（1）反射率定義：單位體積中云雨粒子后向散射截面的總和，耳二工&（單位單位體積cm2/ma），由于云雨粒子的后向散射截面通常隨粒子尺度的增大而增大，因此反射率大說明單位體積中降水粒子的（尺度大）或（數(shù)量多）（2）反射率因子定義：單位體積重降水粒子直徑（6次方）的總和，z二工D6，（單單位體積位mm6/m2），Z的大小反映了氣象目標(biāo)內(nèi)部降水粒子的（尺度）和（數(shù)密度），Z只取決于氣象目標(biāo)本身而與雷達(dá)參數(shù)和距離無關(guān)，不同參數(shù)的雷達(dá)所測得的Z可以相互比較。dBZ是反射率因子的對(duì)數(shù)表示（dBZ=10*lgZ）距離折疊：當(dāng)目標(biāo)物位于最

11、大不模糊距離Rmax以外時(shí)，雷達(dá)卻把目標(biāo)物顯示在Rmax以內(nèi)的某個(gè)位置，稱為距離折疊。Rmax=C/（2PRF）o當(dāng)發(fā)生距離折疊時(shí)，雷達(dá)所顯示的回波未知的（方位角）時(shí)正確的，而（距離）是錯(cuò)誤的。產(chǎn)生距離折疊的必要條件：在最大探測距離之外有目標(biāo)存在。多普勒效應(yīng)：當(dāng)接收者或接收器與能量源處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量到達(dá)接收者（器）時(shí)頻率的變化.多普勒效應(yīng)指出，波源在移向觀察者時(shí)接收頻率變髙，遠(yuǎn)離接收者時(shí)頻率變低。通常約定:如果目標(biāo)移向雷達(dá),則其速度為負(fù),如果目標(biāo)遠(yuǎn)離雷達(dá),則其速度為正.多普勒頻率（或頻移）fd=_2Vr,Vr是目標(biāo)沿雷達(dá)波束徑向的速度，九是傳輸dop九的電磁波的波長.雷達(dá)識(shí)別基礎(chǔ)1對(duì)于

12、SA和SB型雷達(dá)，基數(shù)據(jù)中反射率因子的分辨率為（lkmXI。），而徑向速度和譜寬的分辨率為（025kmX1）。多普勒雷達(dá)的兩難：由于最大不模糊距離Rmax與脈沖重復(fù)頻率PRF成反比，而最大不模糊速度Vmax二九xPRF與脈沖重復(fù)頻率PRF成正比，因此不存在一個(gè)4單一的脈沖重復(fù)頻率PRF能夠同時(shí)使Rmax和Vmax都比較大，這通常稱為“多普勒兩難”因此，多普勒天氣雷達(dá)使用不同的脈沖重復(fù)頻率PRF測量反射率因子和速度數(shù)據(jù)，用低PRF測得反射率因子，用高PRF測速度。雷達(dá)所探測的任意目標(biāo)物的空間位置，可以根據(jù)（仰角）（方位角）（目標(biāo)物距雷達(dá)的傾斜距離）求得。4.降水的反射率因子回波大致分為三類：（積

13、云降水回波），（層狀云降水回波）、（積云層狀云混合降水回波）。在常規(guī)雷達(dá)上，積狀云降水回波具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)，層狀云降水回波具有均勻的紋理，積云和層狀云混合將會(huì)隨回波具有絮狀的結(jié)構(gòu)。積狀云降水回波反射率因子空間梯度大，強(qiáng)度中心反射率因子通常在（35dBZ）以上，而層狀云降水回波反射率因子空間梯度小，反射率因子一般大于（15dBZ）而小于（35dBZ）。5零度層亮帶產(chǎn)生的原因：（層狀云降水回波和層云-積云混合降水回波時(shí)候出現(xiàn)）（1）.融化效應(yīng)：冰粒雪花從零度以下降落到零度以上的高度時(shí)，開始融化，融化十分之一時(shí)，小冰球的后向散射能力就從原來是水球的五分之一變成了十分之九，后向散射能力迅速增加。（2）.

14、碰并效應(yīng)：由于融化使降水粒子表面變粘，互相碰并增長，粒子后向散射能力與粒子直徑的六次方成正比，粒子的增大使得后向散射能力迅速增大。（3）.粒子的下落末速度增大：通過融化和碰并過程，粒子迅速變大，因此在重力作用下降落速度變大，粒子的迅速降落，使得在零度層下面一點(diǎn)的位置降水粒子大大減少。綜合以上三點(diǎn)，在零度層附近會(huì)出現(xiàn)一個(gè)反射率因子相對(duì)大的區(qū)域（帶）。6非降水回波包括：（地物回波）（海浪回波）（昆蟲和鳥的回波）（大氣折射指數(shù)脈動(dòng)引起的回波）（云的回波）等。7多普勒速度受降水質(zhì)點(diǎn)的（水平運(yùn)動(dòng)速度）和（垂直運(yùn)動(dòng)速度）的共同影響。8用單部雷達(dá)探測所得的徑向速度解釋大范圍水平度風(fēng)場的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵守的前提條

15、件：（1）只能用低仰角的ppi徑向速度產(chǎn)品（2）假設(shè)同一髙度上的風(fēng)場均勻。9零徑向速度代表的氣象意義：（1）雷達(dá)探測波束的方向與質(zhì)點(diǎn)的水平運(yùn)動(dòng)方向垂直（2）該質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度為零零徑向速度為零的點(diǎn)構(gòu)成的線稱為零等速線。多普勒天氣雷達(dá)在離開雷達(dá)的任何一點(diǎn)只能測得該處降水物質(zhì)沿雷達(dá)的徑向速度。水平實(shí)際風(fēng)與徑向速度的關(guān)系：（1）最大正（負(fù)）徑向速度即是相應(yīng)髙度層上實(shí)際水平風(fēng)的速度值大小（2）最大正（負(fù)）徑向速度所在方位既是相應(yīng)髙度層上的實(shí)際風(fēng)的去（來）向（3）雷達(dá)波束與實(shí)際風(fēng)向的夾角越大，則徑向速度值越??；實(shí)際風(fēng)速越小，徑向速度也越?。?）離開雷達(dá)的徑向速度為正，流向雷達(dá)的徑向速度為負(fù)。PUP上，

16、徑向速度的大小和正負(fù)是通過顏色變化表示的，一般暖色表示正徑向速度，冷色表示負(fù)徑向速度，因此在分析速度圖時(shí)，應(yīng)首先查看色標(biāo)11、根據(jù)零等速度線判斷實(shí)際風(fēng)向的分布：（1）零等風(fēng)度線上的實(shí)際風(fēng)向與雷達(dá)波束垂直（2）假設(shè)雷達(dá)探測同一髙度上的實(shí)習(xí)風(fēng)是均勻，從PUP中心出發(fā)，沿徑向劃一條直線到達(dá)零等速線上某一點(diǎn)，過該點(diǎn)劃一矢量垂直于此直線，方向從入流徑向速度指向出流徑向速度一側(cè)。此矢量則表示該點(diǎn)的實(shí)際風(fēng)向（3）若零等速度線為直線，且橫跨整個(gè)PUP顯示屏，則表示雷達(dá)所探測的各髙度層上，實(shí)際風(fēng)向是均勻一致的（4）在探測采樣較好的情況下，若某髙度出現(xiàn)最大入流或出流徑向速度中心，這就是該高度層上的實(shí)際風(fēng)向（5）假

17、定在均勻流暢中，則某以高度上的最大多普勒徑向速度值即此高度上的實(shí)際風(fēng)速12、根據(jù)零速度線分析判斷大范圍風(fēng)場（速度和方向）的變化，（粗虛線表示零等速度線，細(xì)實(shí)線表示正速度，細(xì)虛線表示負(fù)速度，圓點(diǎn)或粗箭頭表示最大（?。┧俣?。2）1）西南風(fēng)隨髙度順轉(zhuǎn)，風(fēng)速不變，sw-w-nw均勻sw,風(fēng)度隨髙度增大3）E-SE-NE，風(fēng)度隨髙度增大,4）SW風(fēng)速隨髙度增大，到極值后為在SE達(dá)到極值，后風(fēng)速又逐漸減小偏西風(fēng)，風(fēng)速在局部又達(dá)到極值后轉(zhuǎn)為西南風(fēng)（5）根據(jù)零速度線分析大范圍風(fēng)場的變化，（I為流向雷達(dá)，0為離開雷達(dá)零徑向速度線的走向不僅表示風(fēng)向隨高度的變化，同時(shí)也表示雷達(dá)有效探測范圍內(nèi)的（冷暖平流）s型為暖平

18、流，反s型為冷平流。如果實(shí)際風(fēng)向在各髙度層上為匯合或發(fā)散，則在速度圖上零等速度線呈（弓型）。15、中尺度（2-20km）系統(tǒng)的速度圖像特征：由于中Y尺度系統(tǒng)尺度較小，它的速度圖象特征不是在整個(gè)PUP顯示屏范圍內(nèi)表現(xiàn)，而只表現(xiàn)在顯示屏的某一小區(qū)域，在識(shí)別中Y尺度系統(tǒng)時(shí)，一般將其所在的小區(qū)域放大顯示。（1）在小區(qū)域內(nèi)，當(dāng)一對(duì)最髙入流/出流速度中心距雷達(dá)（RDA）等距時(shí)，則表示該區(qū)域內(nèi)有Y中尺度的旋轉(zhuǎn)存在；沿雷達(dá)徑向方向，若最大入流中心位于雷達(dá)左側(cè)，表示為純氣旋式流場（如圖2）；若最大入流中心位于雷達(dá)右側(cè)，表示為純反氣旋式流場（如圖7）.（2）沿雷達(dá)徑向方向上有兩個(gè)最大徑向速度中心，若最大出流中心離

19、RDA更近，則該區(qū)域?yàn)榧冚椇狭鲌觯ㄈ鐖D4）；相反，為純輻散流場（如圖5）HDA專=INBOUND=OUTBOUND（3）當(dāng)一對(duì)最大入流/出流中心距RDA不等距而且也不在同一雷達(dá)徑向時(shí)，若最大出流中心更靠近RDA且最大入流中心位于雷達(dá)徑向的左側(cè)，則該區(qū)域?yàn)闅庑捷椇狭鲌觯ㄈ鐖D1）;若最大入流中心更靠近RDA,且位于雷達(dá)徑向的左側(cè),則該區(qū)域?yàn)闅庑捷椛⒘鲌觯ㄈ鐖D3）（4）當(dāng)一對(duì)最大入流/出流中心距RDA不等距而且也不在同一雷達(dá)徑向時(shí),若最大出流中心更靠近RDA且最大出流中心位于雷達(dá)徑向的左側(cè),則該區(qū)域?yàn)榉礆庑捷椇狭鲌觯ㄈ鐖D6）；若最大入流中心更靠近RDA,且位于雷達(dá)徑向的右側(cè),則該區(qū)域?yàn)榉礆庑?/p>

20、輻散流場（如圖8）注意：對(duì)于y中尺度系統(tǒng)多普勒速度圖的識(shí)別，如果題目要求是寫出y中尺度（2系統(tǒng)的多普勒速度特征,通常把氣旋/反氣旋寫在輔合/輔散前,例如氣旋式輔合；如果是根據(jù)速度圖判斷該中尺度系統(tǒng)是哪種系統(tǒng),通常把輔合/輔散寫在氣旋/反氣旋前,例如輔散性反氣旋新一代雷達(dá)基數(shù)據(jù)的質(zhì)量主要受三個(gè)因素影響：（地物雜波）（距離折疊）和速度模糊）。雷暴的分類及其雷達(dá)回波特征1、對(duì)流風(fēng)暴分為普通單體和超級(jí)單體（普通單體風(fēng)暴）、（多單體風(fēng)暴）、（線風(fēng)暴（颮線）和（超級(jí)單體風(fēng)暴）,前三類可以是強(qiáng)風(fēng)暴，也可以是非強(qiáng)風(fēng)暴，但第四類一定是強(qiáng)風(fēng)暴。2、根據(jù)積云中盛行的（垂直速度的大小和方向），普通單體風(fēng)暴單體的演化過

21、程通常包括：（塔狀積云階段）、（成熟階段）、（消亡階段）。塔狀積云階段：由上升氣流所控制，上升速度一般隨高度增加，上升速度一般為5T0m/s,個(gè)別達(dá)到25m/s,回波向上、向下同時(shí)增長，但是，回波不接地。成熟階段：上升氣流和下沉氣流共存，雷達(dá)回波接地?？烧J(rèn)為雷達(dá)回波接地時(shí)對(duì)流單體成熟階段的開始，此時(shí)云中上升氣流達(dá)到最大，隨著降水的開始，由于降水粒子所產(chǎn)生的拖曳形成下沉氣流。這種冷性下沉氣流作為一股冷空氣，在近地面的低層向外擴(kuò)散，與單體運(yùn)動(dòng)前方的低層暖濕空氣交匯形成颮鋒，又稱（陣風(fēng)鋒）。消亡階段：下沉氣流所控制，回波強(qiáng)中心由較高高度迅速下降到地面附近，回波垂直高度迅速降低，回波強(qiáng)度減弱，并且分裂

22、消失。一個(gè)典型的對(duì)流單體的生命史的的三個(gè)階段約各經(jīng)歷（8-15min），整個(gè)生命史約為（25-45min）。3、影響對(duì)流風(fēng)暴的環(huán)境因子主要有三個(gè)：（環(huán)境的熱力不穩(wěn)定）、（風(fēng)的垂直切變）和（水汽的垂直分布）注：如果四個(gè)空再加上（觸發(fā)條件或抬升條件）。熱力不穩(wěn)定正比于天生空氣的有效位能。用來衡量熱力不穩(wěn)定大小的最佳參量是（對(duì)流有效位能CAPE）。對(duì)流有效位能（CAPE）是氣塊在給定的環(huán)境中絕熱上升時(shí)的正浮力所產(chǎn)生的能量的垂直積分，是風(fēng)暴潛在強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。局地?zé)崃Σ环€(wěn)定的形成?？梢杂删值叵聣|面的加熱和天氣尺度的運(yùn)動(dòng)所建立，下面列出天氣尺度建立對(duì)流不穩(wěn)定的幾種典型晴況（有可能出選擇題）（1）在高

23、層冷中心或冷溫度槽低層暖中心或暖溫度脊可能疊加的區(qū)域，有利于對(duì)流不穩(wěn)定的建立。（2）當(dāng)深厚氣層受槽前偏南氣流控制，且低層急流較強(qiáng)，暖濕平流明顯，而中層暖濕平流較弱時(shí)，有利于對(duì)流不穩(wěn)定的建立。（3）在中高層受冷渦、槽后控制，冷平流引發(fā)干空氣入侵，而中層以下有淺薄的熱低壓接近，或有偏西南氣流，或有暖平流等，易使對(duì)流不穩(wěn)定增強(qiáng)。（4）當(dāng)?shù)蛯佑袧裆?，而其上覆干空氣層時(shí)，或在高層干平流與低層濕平流相疊加的區(qū)域，可使對(duì)流不穩(wěn)定增強(qiáng)。（5）在冷鋒過山時(shí)，若山后低層為暖空氣控制，則由于山后低層暖空氣之上有冷平流疊加，使對(duì)流不溫定增強(qiáng)，而常在山后形成大片雷暴。垂直風(fēng)切變是指水平風(fēng)（包括大小和方向）隨高度的變化。

24、一般來說，在一定的熱力不穩(wěn)定條件下，垂直風(fēng)切變的增強(qiáng)將導(dǎo)致風(fēng)暴進(jìn)一步加強(qiáng)和發(fā)展。其主要原因在于：（了解）（1）垂直風(fēng)切變下能夠使上升氣流傾斜，這使得上升氣流中形成的降水質(zhì)點(diǎn)能夠脫離上升氣流，而不會(huì)因拖曳作用減弱上升氣流的浮力。（2）可以增強(qiáng)中層干冷空氣的吸入，加強(qiáng)風(fēng)暴中的下沉氣流和低層空氣的外流。再通過強(qiáng)迫抬升使得流入的暖濕氣流更強(qiáng)烈地上升，從而加強(qiáng)對(duì)流。風(fēng)暴云內(nèi)部含有大量的水汽，其水分是由上升氣流從大氣低層向上輸送的。因此風(fēng)暴的發(fā)展要求低層有足夠的水汽供應(yīng)。所以，風(fēng)暴常想成于低層有（濕舌）或（強(qiáng)水汽輻合）的地區(qū)。超級(jí)單體風(fēng)暴和多單體風(fēng)暴的形成要求比普通單體風(fēng)暴有（更大）的低層水汽含量。在對(duì)流

25、不穩(wěn)定的條件下，需要一定的（抬升條件）對(duì)流才能發(fā)生。觸發(fā)對(duì)流的抬升條件大多由中尺度系統(tǒng)提供，如（鋒面）、（干線）、（對(duì)流風(fēng)暴的外流邊界（陣風(fēng)鋒）、（海（陸）風(fēng)鋒）、（重力波）等，此外（地形）的抬升作用也可以觸發(fā)或加強(qiáng)對(duì)流。需要特別指出的是邊界層輻合線的作用。邊界層輻合線所涵蓋的范圍很廣，包括鋒面、干線、對(duì)流風(fēng)暴的外流邊界（陣風(fēng)鋒）、海（陸）風(fēng)鋒等在邊界層內(nèi)形成風(fēng)場輻合的系統(tǒng)。邊界層輻合線在新一代天氣雷達(dá)反射率因子圖上呈現(xiàn)為（窄帶回波），強(qiáng)度從幾個(gè)dBZ到十幾個(gè)dBZ。4、風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)是（平流）和（傳播）的合成。由于風(fēng)暴由流動(dòng)的氣流組成，因此,風(fēng)暴具有平流運(yùn)動(dòng)，其中單個(gè)風(fēng)暴單體是隨著風(fēng)暴承載層的平均

26、氣流方向而平流的。在風(fēng)暴某側(cè)由新生單體所引發(fā)的風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)自然數(shù)為傳播。由于傳播效應(yīng)風(fēng)暴整體運(yùn)動(dòng)偏離風(fēng)暴單體的運(yùn)動(dòng)方向。5、（速度矢端圖）是將風(fēng)向、風(fēng)速隨高度變化或風(fēng)的垂直切變這一三維空間特征在一個(gè)采用極坐標(biāo)系的平面上表示出來，是由各個(gè)層的切變風(fēng)矢量組成的。極坐標(biāo)系中風(fēng)矢量以大小和方向來表示。矢量尾位于坐標(biāo)原點(diǎn)，矢量上的箭頭表示風(fēng)的去向，矢量的長度正比于風(fēng)速的大小。速度矢端圖是由各層的（切變風(fēng)矢量）組成的（如下圖右側(cè)）。切變風(fēng)矢量是上層與下層風(fēng)矢量之差。hodoaraoh多單體風(fēng)暴和超級(jí)單體風(fēng)暴在速度矢端圖上的特征？（1）組織完善的多單體風(fēng)暴的速度矢端圖通常表現(xiàn)為基本上（單一方向的風(fēng)切變）（2）超

27、級(jí)單體風(fēng)暴速度矢端圖有明顯特征表現(xiàn)為（低層具有強(qiáng)的風(fēng)切變）和（明顯的速度矢端圖曲率），這有利于強(qiáng)風(fēng)暴的旋轉(zhuǎn)潛勢。6、脈沖風(fēng)暴：脈沖風(fēng)暴是發(fā)展迅速的強(qiáng)風(fēng)暴，產(chǎn)生于（弱的垂直風(fēng)切變）環(huán)境中，同時(shí)環(huán)境具有（較厚的低層濕層）和（高度的垂直不穩(wěn)定）。脈沖風(fēng)暴是在弱垂直切變環(huán)境下唯一的強(qiáng)風(fēng)暴。強(qiáng)脈沖單體產(chǎn)生的強(qiáng)天氣通常局限于生命史較短（約5T5min）的下?lián)舯┝?、冰雹（直徑通常小?.5cm）以及弱的（如非超級(jí)單體）龍卷，然而，強(qiáng)烈的微下?lián)舯┝骱痛蟊⑴紶栆矔?huì)出現(xiàn)。脈沖風(fēng)暴的回波結(jié)構(gòu)有三個(gè)特點(diǎn)：1）初始回波出現(xiàn)的高度，一般在69km之間；2）強(qiáng)回波中心值一般大于50dBZ；3）強(qiáng)中心所在的高度也較高，一般

28、在-10等溫線的高度左右。雷達(dá)探測脈沖風(fēng)暴的最有效的方法是要注意出現(xiàn)（初始回波的高度），（最大回波強(qiáng)度值及其所在的高度）。同時(shí)也可以應(yīng)用垂直累積液態(tài)水VIL產(chǎn)品和組合反射率因子CR產(chǎn)品來幫助識(shí)別這類風(fēng)暴，當(dāng)VIL值較大，CR產(chǎn)品中的最大回波強(qiáng)度值很大及其所在高度較高時(shí)，可以推斷可能產(chǎn)生強(qiáng)脈沖單體風(fēng)暴。7、超級(jí)單體風(fēng)暴：（深厚持久的中氣旋）是超級(jí)單體風(fēng)暴最本質(zhì)的特征，超級(jí)單體風(fēng)暴只產(chǎn)生在（中等到強(qiáng)的垂直風(fēng)切變）環(huán)境中。超級(jí)單體風(fēng)暴分為（經(jīng)典超級(jí)單體風(fēng)暴）、（弱降水（LP）超級(jí)單體風(fēng)暴）、（強(qiáng)降水（HP）超級(jí)單體風(fēng)暴）。經(jīng)典超級(jí)單體的反射率因子特征：（低層鉤狀回波），（中層有界弱回波區(qū)BWER）（

29、中高層的懸垂回波）。BWER傳統(tǒng)上稱為穹窿，是強(qiáng)上升流區(qū)。強(qiáng)降水超級(jí)單體風(fēng)暴：通常在低層具有豐富水汽、較低LFC自由對(duì)流高度和弱的對(duì)流前逆溫層頂蓋的環(huán)境中得以發(fā)展和維持。雷達(dá)所探測到的強(qiáng)降水超級(jí)單體風(fēng)暴在低層的反射率因子回波特征及其意義表述（1）寬廣的鉤狀、逗點(diǎn)狀和螺旋狀的回波表明強(qiáng)降水包括著中氣旋；（2）前側(cè)V型缺口回波表明強(qiáng)的入流氣流進(jìn)入上升氣流；（3）后側(cè)V型缺口回波表明強(qiáng)的下沉氣流，并有可能引起破壞性大風(fēng)。弱降水超級(jí)單體風(fēng)暴：反射率因子較低，有時(shí)在風(fēng)暴的后側(cè)，可探測到一個(gè)與中氣旋相聯(lián)系的弱回波區(qū)（WER）。弱降水超級(jí)單體風(fēng)暴出現(xiàn)的環(huán)境低層具有較低的濕度和較高的自由對(duì)流高度LFC，幾乎所

30、有的弱降水超級(jí)單體都出現(xiàn)在干線（露點(diǎn)鋒）附近。在弱降水超級(jí)單體風(fēng)暴中，相比降水，冰雹更有利于形成。8、中氣旋的定義：中氣旋是與強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴的（上升氣流）和（后側(cè)下沉氣流）緊密相聯(lián)的小尺度渦旋，該渦旋滿足一定的（切變）、（垂直伸展）和（持續(xù)性判據(jù)），滿足下列條件的小尺度渦旋即為中氣旋：（1）核區(qū)直徑小于等于10km；轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過一定的數(shù)值；（2）垂直延伸厚度大于等于風(fēng)暴垂直尺度的三分之一；（3）上述兩類指標(biāo)都滿足的持續(xù)時(shí)間至少為兩個(gè)體掃。業(yè)務(wù)上通常將中氣旋分為弱、中等和強(qiáng)三個(gè)級(jí)別，在距離雷達(dá)50km處，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度分別為12m/s、16m/s、22m/s。為了更好的識(shí)別中氣旋，最好使用（相對(duì)風(fēng)暴

31、速度）圖而不是（基速度圖）。觀測發(fā)哦中氣旋，（90%）以上的情況將出現(xiàn)強(qiáng)烈天氣（災(zāi)害性大風(fēng)、冰雹、暴洪），其中只有20%的情況會(huì)出現(xiàn)龍卷。只要觀測到中氣旋就可以發(fā)布強(qiáng)天氣警報(bào)，而只有觀測到（中等以上強(qiáng)度）的中氣旋，才可發(fā)布龍卷警報(bào)。9、颮線的定義：颮線是呈（線狀）排列的對(duì)流單體族，其長和寬之比大于（5：1）強(qiáng)颮線的雷達(dá)識(shí)別：（1）風(fēng)暴移動(dòng)方向反射率因子的梯度大（2）弱回波區(qū)或云體傾斜（3）出現(xiàn)弓形回波（4）后側(cè)入流和中層徑向輻合（5）出現(xiàn)窄帶回波（6）移動(dòng)速度快災(zāi)害性對(duì)流天氣的的探測和預(yù)警1、由對(duì)流造成的災(zāi)害性天氣指的是：下沉氣流造成的地面陣風(fēng)速度超過（18米/秒），任何形式的（龍卷），直徑大

32、于（2厘米的冰雹）以及（暴洪）。2、龍卷是對(duì)流云產(chǎn)生的破壞力極大的小尺度災(zāi)害性天氣，最強(qiáng)龍卷的地面風(fēng)速介于110200米/秒之間。絕大多數(shù)龍卷都是（氣旋式旋轉(zhuǎn)），只有少數(shù)龍卷是反氣旋式旋轉(zhuǎn)。一般用Fujita等級(jí)或Fujita-Pearson等級(jí)來確定龍卷風(fēng)的強(qiáng)度（F0F5）。龍卷分為兩種類型，分別是（超級(jí)單體龍卷）和（非超級(jí)單體龍卷），F(xiàn)2級(jí)以上的災(zāi)害性龍卷絕大多數(shù)是由超級(jí)單體產(chǎn)生的。3、對(duì)流風(fēng)暴中（強(qiáng)烈的上升氣流）是產(chǎn)生大冰雹（直徑2cm以上）的必要條件。根據(jù)冰雹增長的特征，與上升氣流強(qiáng)度和區(qū)域大小有關(guān)的（強(qiáng)度回波）和（速度回波）特征是大冰雹天氣很有價(jià)值的指標(biāo)?；夭◤?qiáng)度最大值及所在高度，有界弱回波區(qū)BWER或弱回波區(qū)WER區(qū)域大小，垂直累積液態(tài)水含量VIL的大值區(qū)等都是判斷強(qiáng)降雹潛勢的指標(biāo)。有利于大冰雹或強(qiáng)冰雹產(chǎn)生的環(huán)境條件：（1）-10到-301之間的CAPE值較大0-