第五章雷达资料在雷电监测和预警中的作用PPT.pptVIP

探测循环时间短：通常的多普勒雷达两次体扫之间的时间间隔只有5～6分钟。 目前，天气雷达在世界上许多国家都已建成观测网络并投入了业务应用。因此利用多普勒雷达进行雷电的预警预报是目前相关领域研究的重点。 LR, MR, HR :Light, medium or heavy rain; LD : large drops; R/H : hail-rain mixture; GSH : graupel, small hail; HA : grêle ; DS, WS : dry or wet snow; IH, IV : horizontal or vertical ice crystals 全国天气雷达网 3.2 利用雷达资料对雷电的监测和预警 Gremillion and Orville[1999]分析了39个途经美国肯尼迪航天中心的雷暴后发现：对于夏季雷暴，最好的预警指标是在-10°C温度高度上两个连续的体扫都能达到40dBz的反射率阈值。使用这种方法的预报准确率达到84%，虚警率为7%，中值预警时间为7.5min。 Brandon Vincent和Lawrence Carey[2003]利用WSR-88D雷达和其它气象资料对北卡罗莱那州中部地区的50个雷暴个例进行了研究：回波强度为40dBz、环境温度参数为-10℃，和回波强度为40dBz、环境温度参数为-15℃是预测云地闪最好的参数组合。检验中，前一种预报组合的预报概率为100%，而后一种为86%，但后一种组合的虚警率较前一种要低7个百分点。预警时间分别为14.7分钟和11分钟。根据检验评分的结果，认为40dBz回波达到-10℃温度层结高度是预测云地闪最好的预报因子。 Wiebke Deierling等人[2005]认为雷暴较强的起电主要发生在起电区域的顶部附近，一般位于-15℃至-30℃温度层之间。 Brandon Vincent和Larry Carey等人[2003]也提出在-10℃层结高度处40dBz回波的出现是预测单体即将发生地闪的最佳预报因子之一。 Maribel Martinez[2002]分析了STEPS试验过程中12个雷暴个例和2个非雷暴个例的雷达和闪电资料，发现：若要闪电能够发生，则至少40dBz的回波要达到海拔7公里的高度；只发生云闪的雷暴和将要发生云地闪的雷暴在闪电初始激发位置的高度和回波强度方面的差异很明显；将要发生正地闪的雷暴和将要发生负地闪的雷暴通过各自初始云闪发生处的回波强度的差异，和最早出现25dBz回波的时间和初次云闪发生时间间隔的差异也能够被识别出来。 所有雷暴单体中30dBz、35dBz和40dBz回波顶高都突破了0℃层结高度；100%的非雷暴单体中30dBz回波顶突破了0℃层结高度，83%的非雷暴单体中35dBz回波顶突破了0℃层结高度。33%的非雷暴单体中40dBz回波强度顶突破了0℃层结高度。 图 各单体30、35、40dBz回波顶高突破了0℃层结高度的百分比对照图。纵坐标为发生了闪电或未发生闪电的单体个数中雷达回波顶高突破0℃层高度所占的百分比。 差异最明显的也是在40dBz处：57%的雷暴单体突破了这个高度，而非雷暴单体均未能到达这个高度。在30dBz、35dBz的回波强度上，满足突破-10℃层结高度条件的雷 暴单体和非雷暴单体的个数百分比之间分别相差了33%和60%。虽然在35dBz回波强度上雷暴和非雷暴单体的差距也比较明显，但在该强度的回波上满足条件的非雷暴单体个数百分比达到了近三分之一，可能会对预警结果产生较大的影响。 图 各单体30、35、40dBz回波顶高突破了-10℃层结高度的百分数对照图。统计时间为初次闪电发生之前。纵坐标为发生了闪电或未发生闪电的单体个数中雷达回波顶高突破0℃层高度所占的百分比。 20个单体的统计结果 在单体发展初期，大部分雷暴单体中40dBz的回波顶高能够高于-10℃高度，小部分处于0℃～-10℃之间；而非雷暴单体40dBz回波顶高能够突破0℃高度的只有2个，其余在该高度之下。 如果将统计时间缩短到在初次闪电发生时间之前，则有5个雷暴单体在初次闪电发生前40dBz的最大顶高没有达到-10℃层结高度，占了总雷暴单体个数的1/3还要多。 因此，40dBz回波顶高突破-10℃层结高度是判断雷电发生的一个充分条件，而非必要条件，仅利用-10℃层高度作为判断雷电发生的特征高度来进行雷电预警具有一定的局限性。 但从统计中可见，雷暴单体的40dBz回波顶高在初次闪电发生前都超过了0℃层结高度，而6个非雷暴单体却有4个的40dBz回波顶高从未达到过0℃层结高度。即使是剩下的那两个突破了0℃层结高度的非雷暴单体，根据随后其40dBz顶高的变化，它们只是在这