绥化市新一代天气雷达2016年试运行数据分析

刘立岩,孙 磊,孙 亮,孔颖异

（绥化市气象局，黑龙江 绥化152002）

1 引言

绥化市是黑龙江省产粮大市，以农业生产为支柱产业。随着气候变暖，灾害性天气对农业生产的影响日益增大。以往绥化市灾害性天气预报预警只能依靠卫星云图、数值预报产品和联防为预报基础，预报预警产品的时效性和精细化程度都有待提高。

新一代多普勒天气雷达探测距离长、径向速度产品准确，长时间工作性能稳定连续，具有很好的定量降水估测能力，还可以获取径向速度场信息。对短时强降水、冰雹、雷雨、大风以及龙卷等强对流天气都有很好的探测能力。绥化市天气雷达站的建立，无论在汛期防汛防洪、作物生长季人工增雨还是防雹等强天气监测、预报中都将发挥新一代多普勒天气雷达不可替代的作用。

建立绥化市强天气雷达资料数据库，做好雷达基数据和产品的备份工作，有利于雷达数据产品的调用和分析。同时，可以充分发挥新一代多普勒天气雷达的探测优势。为人工影响天气工作提供准确的空中云水分布特征，有效地开展人工增雨防雹作业，提高人影作业效果。哈尔滨、伊春雷达站运行时间较长，探测资料连续稳定，通过对比分析能够积累灾害性天气短时临近预报指标，提高灾害性天气预报预警能力。

2 研究方法及样本

黑龙江省位于我国最北部，境内大兴安岭、小兴安岭呈“人”型走向。绥化市恰好处于黑龙江省中南部“人”字型底部的喇叭口地型中，夏季雷雨、大风、冰雹、短时强降水等强对流天气易发。作为国家商品粮生产基地，灾害性天气给绥化市的农业生产造成很大影响，而且绥棱、海伦等地又处于哈尔滨新一代天气雷达的探测盲区中。绥化市新一代天气雷达试运行后，通过对新一代多普勒天气雷达探测数据分析，为绥化市灾害性天气防御工作提供新一代天气雷达技术支持。

2016年夏季绥化市雷雨大风、冰雹、局地暴雨等天气均有发生。对2016年5-8月发生在绥化市的强对流天气进行统计分析，累计得到强天气个例18个，其中暴雨3个，冰雹4个，雷雨、大风11个。经过个例分析整理后，发现绥化市新一代天气雷达在对冰雹天气的探测中预报指标最为科学，组合反射率因子在暴雨的预报中最合理，大风天气主要是依靠速度场指标，但无降水的系统性大风雷达回波特征不明显。

3 强对流天气个例分析

由于绥化市新一代天气雷达在2016年6月进行了技术调整，为此以个例分析的形势寻求预报指标更为科学。

3.1 冰雹雷达特征分析

冰雹是绥化市农业生产关键期的重大灾害性天气之一，可造成农作物严重减产甚至绝产。雷达监测系统是冰雹短时临近预报预警信号发布的支撑平台。

受高空冷涡影响，2016年6月3日14时10-35分绥棱县遭受冰雹灾害，冰雹最大直径达20 mm以上。

3.1.1 绥化市新一代天气雷达回波特征

2016年6月3日14时08-36分产生冰雹时最强雷达回波沿径向所做的剖面图显示冰雹产生初期最大回波强度为75 dBz，最大高度已超过了9 km，在横坐标18 km、纵坐标6-9 km处有明显的回波悬垂，其右侧下方强回波区为冰雹的下降通道，回波强度也达到了75 dBz。冰雹下降通道的左侧存在明显的弱回波区。在其后冰雹产生的时段内这些剖面特征一直明显存在，14时36分的剖面图上最强回波区已经下降到3 km高度，而且回波悬垂已经消失，此时可判断冰雹已经结束，也与实况较为吻合。

6月3日14时19分绥化市新一代天气雷达探测显示，双岔河乡附近冰雹云0.5°和4.3°仰角的雷达回波强度图上，冰雹云回波强度最大都达到了76 dBz，这也说明这块回波的大强度回波区比较高，有利于冰雹的产生。从不同仰角的雷达回波可以看出在低层0.5°仰角处有明显的低层入流缺口，这有利于风暴的加强和维持。同一时次强度场上2.4°仰角雷达回波特征可以看出沿着径向已有突出的长钉，在这一仰角出现了明显的三体散射现象，这说明这块回波伴随着冰雹。14时19分0.5°仰角雷达速度场特征清晰地显示低层有明显的辐合，而在4.3°仰角雷达速度场特征上可以看出明显的高层辐散，说明雷暴云中存在强烈的上升运动有利于大冰雹的产生。

3.1.2 伊春市雷达回波特征

2016年6月3日14时19分冰雹产生时,伊春雷达探测到绥棱冰雹云强度偏弱。因冰雹落区离雷达较远，只能在0.5°仰角雷达强度场特征上有较强回波，回波面积很小，最大回波强度为52.1 dBz。垂直剖面图上2-4 km间存在有强回波悬垂，这与绥化雷达探测到的强回波悬垂恰好对应，但强度较绥化雷达偏低。

3.1.3 哈尔滨市雷达回波特征

从降雹开始到结束时刻的冰雹云强度剖面清晰显示强回波顶高已达15 km，强回波中心最高达9 km，有明显回波悬垂，其左侧有明显的弱回波区，有利于冰雹云的发展，图上有明显的冰雹下降通道。回波最大强度为75 dBz，与绥化雷达探测结果基本一致。

14时19分不同仰角的强度场，可以看出在低层有较明显的低层入流，有利于强对流的产生。最大强度也达到了76 dBz。其中14时19分2.4°仰角强度场上也存在明显的三体散射现象。

14时19分哈尔滨市天气雷达速度场上，低层存在清晰的辐合，高层为辐散特征，有一定的上升气流但不是很明显。

经过与15时30-40分庆安县同乐乡冰雹回波对比分析得出，当有冰雹发生时绥化市雷达探测到回波强度多在50 dBz以上，且强回波区垂直剖面上多有回波悬垂现象，冰雹大小与雷达探测到的三体散射强度有关，三体散射越明显，冰雹直径越大。

3.2 暴雨天气雷达回波特征分析

2016年6月17日绥化市有一次明显降水过程，其中20-21时望奎本站1 h降水量为88.3 mm，东郊乡降水量为91.3 mm，均达到暴雨量级。

19时27分-20时40分绥化雷达站0.5°和2.4°仰角的雷达反射率因子显示，从19时27分望奎，兰西等地的回波强度较大，最大回波强度达到60 dBz左右。20时40分时，整个回波强度有所减弱，其中望奎回波强度最强。组合反射率37号产品望奎界内回波剖面图，可以看出最大回波强度为60 dBz，强回波中心高度较低，说明此次过程主要为降水天气，回波顶高由3 km降为1 km，此时降水持续但有所减弱。速度场上前期降水集中期回波移速缓慢，后期随着降水回波向西北方向移动，降水强度呈减弱态势，回波移速逐渐增大。

3.3 灾害性大风天气雷达回波特征分析

灾害性大风是指对流风暴产生的龙卷以外的地面直线型风灾。对流风暴中的下沉气流达到地面时产生辐射，造成地面大风，它是对流风暴经常产生的天气现象，但真正造成严重灾害的多为下击暴流。下击暴流在地面造成的辐射性的阵风，且风速很大，但雷达特征表现并不特别明显，有时出现相对的速度对，有时没有任何回波。

2016年5月3日15时16分安达市气象局实时数据显示瞬时风速达到20.4 m/s，出现8级大风天气。绥化市新一代天气雷达5月3日15时15分在0.5°仰角速度场上在安达附近可以看出有气旋式辐散流场，正负速度对都达到了+14 m/s、-14 m/s,低层辐散说明在这附近有明显的下沉气流，风速较大。

受地面强低压系统影响，5月18日13时22分、34分、57分在肇东、安达、北林分别出现8级以上大风天气，但 13时22分、34分、57分速度场上在低层没有速度回波且杂波过多，速度场比较模糊，看不到明显的大风特征。只在17分2.4°仰角速度图上探测到较弱反气旋性旋转，显示向外爆发的出流下沉气流产生大风天气。

4 小结

通过2016年对绥化市新一代雷达应用及与哈尔滨雷达站探测资料进行对比分析，得出5-6月份绥化市雷达强对流回波探测数据比哈尔滨新一代天气雷达站探测资料明显偏强，同一回波在组合反射率因子图上偏强10-15 dBz。7月份对雷达调试后，绥化站雷达在7、8月份高温干旱天气背景下，晴空状况杂波明显偏多偏强。经与技术人员请教，告知晴空杂波过多是由于当时空气湿度大，近地面气层含水量较多造成的，而8月下旬出现层状云弱降雨时，雷达上无降水回波。弱降水探测不到是由于当时大气层结较为稳定，对流性质不明显造成的。由于绥化站雷达探测范围过大且距离参数不可更改，不能很好的监测系统性大风天气。另外，项目使用的是绥化市新一代雷达试运行阶段的数据资料，研究期间雷达进行过业务调试，获得的资料样本有限，研究内容不够全面，需在以后的业务工作继续探索整理。