基于边界层风廓线雷达资料的春季对流云降水特征分析

摘要

本文利用风廓线雷达五个基本数据产品对南京地区一次春季对流云降水进行分析，发现在各数据资料上都有非常明显的特征，具体表现在：1)水平风场：降水发生前约30min 风场变完整，降水结束前约10min 风场完整性被破坏，在降水期间出现短时的低空急流且在两个小时内降水强度加强；2)垂直速度：降水发生前约30min 观测到垂直速度（以垂直向上速度为正）小于-4m/s，降水结束前约15min 观测到垂直速度大于-4m/s，同时垂直速度小于-4m/s 的高度层数与降水也有一定关系，在降水尾声高度层数随时间有规律地下落。不大于550m 的几个高度层垂直速度与降水量之间存在线性反相关，其中不大于300m 高度层两者之间能达到0.01 的特别显著线性反相关，且离地面高度越低，反相关性越好，即垂直负速度越小，降水强度越强；最小垂直负速度及其所在高度与降水量的变化也存在线性反相关，且具有一定的提前量，可见可利用这几个高度层的垂直速度和最小垂直负速度的变化来了解降水强度的变化；3)信噪比：降水发生前约 30min 最大信噪比大于0.4db，在整个降水过程中，最大信噪比都大于0.4db，15:15 降水结束，15:30 最大信噪比降到0.3db 。可见大于0.4db 信噪比的出现与降水的发生有一定相关性，且提前于降水出现；4) 速度谱宽：降水发生前谱宽有明显的增大，谱宽大于等于3m/s，且大于等于3m/s 的高度层超过5 个，和无降水有明显的差别；当降水结束前1h 左右，谱宽降到3m/s 以下，预示着降水的结束。450m-950m 几个高度层的速度谱宽与降水量之间存在线性相关性，其中550m-850m 之间高度层达到0.01 的特别显著线性相关，即速度谱宽越大，降水强度越强，从而可利用这几个高度上速度谱宽的变化来分析降水量的强度变化； 5)大气折射率结构常数C2n：降水发生前约45min 发现C2n大于-11，在降水快结束时，C2n值有明显地下降，在降水前约15min 发现C2n值降到-11 以下。可见大于等于-11 的C2n与降水发生有较好相关性，且与前几种数据相比，灵敏度有所提高，提前于降水发生的时间增加，同时对降水结束也有一定的提前量。总的来说，这些特征和降水的发生、发展、结束及降水强度都有密切的关系，且具有一定的提前量，对降水预报可能有很好的指示作用。