白城市区域性强降雪天气过程雷达特征指标分析

于秀娟 吴恒 王昊苏

摘要    由于大范围强降雪属于小概率事件，所以要准确预报好一次强降雪天气过程，不仅要关注环流背景，也需要做好随时监视和跟踪预报，而雷达产品更为直观，可以更好地发挥作用。本文针对近10年发生在白城地区的典型区域性强降雪天气过程，将降雪过程分为2类，即雨夹雪或雨转雪和纯雪，分析强降雪开始、加强、减弱以及结束过程中多普勒雷达的强度场、速度场以及二次产品的共同特征，为进一步发挥雷达在防灾减灾中的作用奠定基础。

关键词    强降雪;多普勒雷达;特征指标;吉林白城

中图分类号    P458        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2018）23-0211-01

大雪在吉林省较为常见，春季、秋季多以雨夹雪的形式出現，降水形态（雨或雪）、降雪量和暴雪落区的预报难度较大[1]。雷达产品在夏季暴雨、冰雹等强对流天气预报中的应用已有较多的研究，利用多普勒天气雷达分析强降雪的研究却相对较少。雷达产品在强降雪预报中可以起到一定的辅助作用，即大面积降雪的多普勒雷达PPI径向速度零线的朝向以及正负速度面积可快速判断辐合、辐散;由雷达风廓线资料可以清楚地展示强降雪风场的垂直结构及其变化，从而判断冷暖平流的位置和强度。

1    资料与方法

选取近10年发生在白城地区的典型区域性强降雪天气过程，将8场降雪过程分为2类：雨夹雪或雨转雪和纯雪。通过分析多普勒雷达的监测资料，分析强降雪过程中雷达的强度、速度以及二次产品的共同特征，总结出强降雪监测预报的雷达资料指标。

2    结果与分析

2.1    PPI回波强度场特征

纯雪过程的雷达回波呈现为片状，与层状云连续性降水回波有很多相似之处。降雪开始前至降雪加强时段，回波结构由松散逐渐变为紧密，降雪开始前的回波强度一般在10 dBZ左右，降雪集中段的回波强度不超过25 dBZ。雨夹雪或雨转雪过程的雷达回波特征与降雨回波类似;以混合状回波为主，回波强度分布不均匀，在大面积的回波中分布着多个块状结构，回波强度在30～40 dBZ之间;随着降水的加强，回波形态逐渐变为连续的片状，降水减弱时回波强度降低，回波面积变小。

2.2    RHI回波强度场特征

雨夹雪或雨转雪过程RHI剖面上存在明显的回波核区，核区强度在30 dBZ左右，核区的处置高度在4 km左右，较夏季对流回波弱很多。纯雪过程PPI剖面显示的回波特征明显不同，回波顶部相对平整，高度也较低，水平尺度较垂直尺度大很多，无明显核区。

2.3    雷达回波速度场

雷达径向速度产品是分析降水系统水平运动和能量输送的重要手段之一。在多普勒速度产品应用中，大尺度运动往往是冷暖平流、辐合辐散等各种运动的集中反映，暖平流与大尺度辐合相结合就是一种典型灾害性天气产生的速度特征。

降雪前期，速度场有明显的零速度线且呈S型分布，表明风随高度顺时针旋转，低层有暖平流;距离测站第一距离圈范围内出现“牛眼”结构，表明最大风速出现在低层且多以东北风为主;负速度区中负速度中心值大于相应的正速度值，表明存在着风速的辐合。降雪过程中，“牛眼”结构依然存在，但中心速度减弱，S型零线明显。降雪后期，速度线转为平直，“牛眼”结构逐渐消失，冷平流主导下以偏北风为主，降雪逐渐结束。

速度场存在“逆风区”，降雪前期以偏南风为主，降雪期间“逆风区”发展，降雪后期“逆风区”逐渐消失，转为偏北风，冷空气主导下降雪逐渐结束。

2.4    垂直风廓线特征

从降雪开始到降雪减弱阶段，3～5 km均为西南气流，且维持较长的时间。这种风场为强降雪的产生提供了充足的水汽和能量[2-3]。在降雪开始和加强阶段，西南急流位于3 km及以上高度。在降雪加强阶段，高空急流的风速加强，最大可达到18 m/s左右，最大高度为5.0 km左右。这种高空辐散具有抽吸作用。整层风从下至上，风向均随高度顺时针旋转，且风速增大，具有暖平流特征。暖平流将水汽输送到降水区，形成湿中心，又为降水提供了有利的条件[4]。

3    结论

（1）从选取的近10年发生在白城地区的典型区域性强降雪天气过程可以看出，雨夹雪或雨转雪天气过程较纯雪过程发生次数少。

（2）从PPI强度场上看，纯雪天气过程的雷达回波呈现为片状，与层状云连续性降水回波有很多相似之处，回波持续时间长、范围比较大，回波边缘模糊不清，无确定的边界丝缕状纹理结构，回波中常存在一些大的片状或丝条状结构。雨夹雪或雨转雪过程的雷达回波特征与降雨回波类似，以混合状回波为主，回波强度分布不均匀，在大面积的回波中分布着多个块状结构，随着降水的加强回波形态逐渐变为连续的片状，降水减弱时回波强度降低、回波面积变小。

（3）从速度场上看，纯雪过程降雪前期，速度场有明显的零速度线且呈S型分布，距离测站第一距离圈范围内出现“牛眼”结构，降雪后期，速度线转为平直，“牛眼”结构逐渐消失，冷平流主导下以偏北风为主，降雪逐渐结束。雨夹雪或雨转雪天气过程，速度场存在“逆风区”，与夏季对流性降水回波的雷达速度场相似，逆风区附近为强回波发展区域，降雪后期“逆风区”逐渐消失，转为偏北风，冷空气主导下降雪逐渐结束。

（4）风廓线产品与探空测风所得的结果一致性相当好，因而分析风廓线资料有助于揭示垂直风场的相对真实结构。

4    参考文献

[1] 李健，于海跃，陈丽娜，等.酒泉市强降雪天气过程诊断分析[J].现代农业科技，2017（21）：226-227.

[2] 庄晓翠，李博渊，李如琦，等.新疆北部强降雪天气研究若干进展[J].沙漠与绿洲气象，2016，10（1）：1-8.

[3] 纪凡华，韩风军，韩雪蕾，等.一次鲁西北强降雪天气过程诊断分析[J].中国农学通报，2016，32（23）：148-152.

[4] 国世友.黑龙江省春季两次强降雪天气分析[J].安徽农业科学，2013，41（1）：210-212.