呼和浩特地区一次降水过程的X波段双偏正多普勒雷达分析

贺志宇 毕力格 李静 李汉超

摘 要 利用高分辨率的多普勒天气雷达，结合地面实况雨量资料对2017年8月8日发生在呼和浩特地区的一次大范围降水过程进行分析，通过对X波段多普勒雷达资料的强度场、速度场、反射率因子、风廓线等产品的分析，得出相应结论，为今后过程预报提供参考。

关键词 反射率因子；风廓线

内蒙古自治区拥有近700万公顷农田耕地，人均耕地面积0.24公顷，居全国第一位。河套、土默川、西辽河平原有“谷仓”和“塞外米粮川”之称，呼和浩特地处内蒙古自治区中部，不仅是内蒙古粮食和经济作物的主要产区，也是国家农业开发的重点地区，农牧业生产是我市经济的一个重要基础产业。但因其受降水少、水资源贫乏、多大风和风沙天气、蒸发量大及大气环境异常等因素影响， 干旱成为我市农牧业生产的主要威胁。大面积降水对我市旱情缓解起着至关重要的作用，因此研究该地区的降水过程有着非常重要的意义。随着近几年多普勒天气雷达在全國各地的普及和建设，雷达观测数据以及由雷达数据反演出的相关产品不仅为临近降水预报和灾害性天气的预警提供了及时丰富的观测信息，同时也为科学指挥人工增雨作业提供了更为广泛、准确的科学依据。X波段双偏正多普勒雷达是一部采用全固态发射机和全相参体制的双偏正多普勒天气雷达。该雷达具备水平、垂直两个通道的发射机和接收机，能工作在双发双收，单发单收等多种工作模式，同时采用脉冲压缩和脉冲补盲技术具有更高的探测精度和系统稳定度，是国内比较先进的X波段天气雷达。

本文利用多普勒天气雷达资料结合常规天气图资料对2017年8月8日10：30-17：30呼和浩特地区一次强降水过程的多种多普勒雷达产品特征进行分析，总结，得出相应结论，为今后灾害性天气预报以及开展人工影响天气提供科学依据。

1 天气实况

2017年8月8日，呼和浩特地区自西向东出现了一次较强降水过程，此次降水过程从11：30开始，17：30结束。全市有92个雨情测站出现降雨，其中8个站为大雨，19个为中雨，其余为小雨，最大值出现在武川后店村为42.6mm，最大雨强为13-15时出现在土左白

庙子为22.8mm（见图1）。此次降水持续了近6个小时。

2 天气形势分析

从08时中尺度分析图（图2）可以看出，呼和浩特地区受500hPa高空槽影响，低空存在明显的风场切变，同时地面存在辐合线抬升作用，从可降水量图（图3）上可以看出：呼和浩特地区大部可降水量达到20mm，部分地区达到了30mm。为此次降水提供了有利条件。

3 多普勒雷达回波资料分析

3.1 反射率因子、回波顶高分析

从各时段多普勒观测到的基本反射率因子PPI和回波顶高图像进行分析：8月 8日12时位于雷达站（E111°49′11″，N40°51′00″）西北部，武川一带有回波单体出现，回波强度在20dBz 左右，回波顶高在9km左右，此次回波还在向上伸展。回波逐渐向东移动，随着时间推移回波范围不断扩大，强度不断增强，到14时雷达回波面积明显加大，回波强度达到30-35dBz ，局部可达到40dBz以上，回波顶高>10km。到15时30分雷达回波图基本布满整个雷达图，25-30dBz 的回波面积分布比较均匀，回波顶高有所降低，维持在6-9km之间，此时降水比较稳定（图4）。

图4 组合反射率及回波顶高变化图

3.2 经向速度特征分析

降水开始后，13时26分速度场图上可以明显看到零速度线出现了明显的转弯，零速度等值线S型和反S型同时存在，说明大气中同时存在冷暖平流，距离雷达站较近的零速度等值线整体呈S型，表明风随高度顺转，有暖平流。距离雷达站较远的零速度线整体呈反S型，表明风随高度逆转，有冷平流。这样雷达站上空由低到高形成了由暖到冷的温度平流变分布，这样的温度平流有利于不稳定层结的形成，为水汽的形成及维持创造有利条件，促使降水的发生，发展（图6）。

3.3 垂直风廓线特征分析

风廓线即风随高度的变化曲线，它对于研究大气中冷暖平流、切变等中尺度系统以及大气边界层内的风速规律有着十分重要的意义。

从风廓线图上可以看出，降水开始前，大气底层维持偏西风，随着高度增加，风向逐渐转变为西北风，风向随高度发生了顺转，底层大气有暖平流，不断的向高空输送水汽，到5.6km高度时，风场发生了明显的切变，风速由西北风迅速转变为西南风，到6.4km时，则转变为偏南风，此时风速达到了16m/s以上，说明高层风向随高度逆转，有冷平流。这与雷达径向速度图特征相一致。这样的风场条件为之后的降水提供了有利条件。

4 结论

此次降水过程受500hPa高空槽影响，低空存在明显的风场切变，同时地面存在辐合线抬升作用，平均降水量达到20mm，此次降水过程雷达回波分布比较均匀，零速度等值线S型和反S型同时存在，由低到高形成了由暖到冷的温度平流变化分布，为此次降水提供了动力条件。

参考文献：

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[2]唐玉霞.王令.李志楠.北京地区一次降水过程的多普雷达资料分析.气象，38-41.

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