雷达气象学课件：2几种典型流场多普勒径向速度模式.pptVIP

1、晴空和大面积降水多普勒速度图像分析 * 几种典型流场和天气系统在PPI上的径向速度模式 1、晴空和大面积降水多普勒速度图像分析 2、对流风暴的多普勒速度图像分析 设：雷达天线作固定的低仰角探测一均匀流场，则Vf可略去不计，水平风速Vh在水平面上均匀，但随高度增加，风速大小、方向可以有变化。即Vr,Vh,风向β′均为向径r的函数。 （1.2）式 （1.3）式 天线所在方位 (1.1)式 实际风向 风向不变、风速随高度变化的各种多普勒速度图像分析 风向、风速均不随高度变化 风向不变，风速随高度线性变化 风向不变，风速随高度的增加先增后减 风向、风速均不随高度变化 (1.5)式 由(10.3)式可得：在一定α低仰角情况下，当取C值为0,±3, ±6, ±9, ±12,…,即可得到一系列径向线，见下图 （1.4）式 ｛ 风向风速均不随高度变化的多普勒速度图 N 风向不变，风速随高度线性变化 ｛ 此时有： （1.6） 风速随高度变化的多普勒速度图 风向不变，风速随高度的增加先增后减 ｛ 此时有 当 0 r ≤r0 当 r r0 其中C1,C2为大于零的常数 风速随高度变化的多普勒速度图 一次实测大面积降水的多普勒天气雷达速度回波图 距离圈10km 分析： 1）零速度带近似平直，且通过雷达中心。 2）排除速度模糊，可分析风向各随高度不变，为东南偏东风。 3）正负中心牛眼分别 位于20km,300o方位和20km,120o方位处，说明风速先增后减，在20km距离相应高度上的风速达极大值，亦即为先增后减的转折高度。 风速随高度不变、风向随高度变化的各种多普勒速度图像分析 ◆风速随高度的增加不变的多普勒速度回波特征：各色标均收敛于测站中心。 风速不变，风向随高度线性地顺转 风速不变，风向随高度线性地逆转 风速不变，风向随高度增加线性地先逆转后顺转 风速不变，风向随高度线性地顺转 上图：风向由低层西南风随高度顺转为西风（零值带呈S形），有暖平流出现。 风向随高度作顺时针转变，多普勒径向速度的零值带呈S形。 风速不变，风向随高度线性地逆转 风向随高度作逆时针转变，多普勒径向速度的零值带呈反S形。 上图：风向由低层东南风随高度逆转为东风，有冷平流出现。 风速不变，风向随高度增加线性地先逆转后顺转 风向风速均随高度变化的多普勒速度图像分析 风向随高度顺转，风速随高度增加而增加， 地面风不为零。 一次实测的大面积降水风向随高度变化的多普勒天气雷达速度回波图（最大可测半径为64km,距离圈16km仰角3.7o ，最大不模糊范围±27.9m/s） 1）高度16km范围以内，零速度带由近及远逆转，说明16km高度以下风向随高度逆转，为冷平流； 2)高度16km-33km内，零值带自近及远地顺转，说明相应高度间隔内风向为随高度顺转的暖平流。 3）高度16km处风向切换转折高度由测高公式计算得约为1km. 一次实测的风向顺转，风速先增后减多普勒速度回波图 仰角5o，最大显示距离40km，距离圈10km. 分析： 1)零速度带呈S 2)近距离范围(15km以内)的零速度带平直，呈东北偏北和西南偏南走向，然后分别顺转，到40km时已分别顺转到接近90o和270o方位。说明低层为较均匀的东南偏东风，然后随高度的增加，风向逐渐顺转为偏南风。 3)牛眼的速度极值中心高度由测高公式可得10km附近。 风向垂直方向不连续的多普勒速度图像分析 实测多普勒速度图像。 最大距离50km,仰角3o，距离圈10km 分析： 1.地面风 2.低层风 3.高层风 4.是否牛眼？ 5.最大风速的高度 6.风向突变高度：按测高公式，3o仰角和5km斜离间隔的高度约为0.25km 梅雨期多普勒速度回波图。 最大距离150km，仰角5.1°，距离圈20km 1)15km范围内零速度带呈西北东南走向，尔后急剧逆转，到约18km距离后的零速度带仍接近西北东南走向。 2)近地面处的低层为东北风，相应18km以外的高度为西南风（排除速度模糊）。 3)风向急剧逆转的距离间隔约为3km，由测高公式算得高度间隔为0.26km，说明在0.26km间隔内风向变化了180° 4)40km最大速度值达25m/s 非均匀水平风场的多普勒速度图像分析 非均匀水平风场的多普勒速度图 N 非均匀水平风场的多普勒速度图 水平风场不连续的多普勒速度图像分析 冷锋的识别(冷锋切变线): 冷锋后一般吹偏北风,冷锋前则吹偏南风.锋前有暖平流,锋后则冷平流. 识别冷锋位置的方法:1)零线是否有明显折角,且零线附近等 值线是否密集2)冷锋位于等值线密集带靠近远离速 度中心一侧,并向零线折角方向延伸3)折角位于测站以北,冷锋未过境,折角 位于测站以南,冷锋已过境. 向测站移动的中小尺度锋面 的