基于雷达和微波辐射计的湖北省冷季'高架雷暴'特征分析

摘要

利用常规观测、加密自动气象站、三维闪电定位仪、天气雷达和地基微波辐射计资料等,对湖北冷季(2014年11月)发生的3次高架雷暴过程进行了分析.(1)3次过程发生在地面冷锋后部地面冷气团中,主要以短时强降水和频繁的雷电活动为主,是典型的冷季"高架雷暴",对流区位于地面冷锋后部500 km左右.(2)地面到925 hPa的冷垫,迫使暖湿气流爬升,在925 hPa逆温层附近触发对流,冷垫之上西南暖湿气流越强,对流越旺盛,雷达径向速度剖面可以明显看到1 km之下的冷垫.(3)冷季高架雷暴雷电活动剧烈,CG(地闪)占总闪比例60％以上,而+CG则占CG的40％左右,闪电频次和降水有很好的时空对应关系,CG出现在较强降水中心附近及周围,IC和CG突增对降水均有一定的时间提前量.CG更靠近强回波中心,且和≥30 dBZ的回波位置对应较好,IC则分布在雷暴单体外侧回波强度≥15 dBZ的区域.0℃等温线以上的(最大)回波强度达到43 dBZ以上或者18 dBZ回波顶高超过7.5 km是湖北冷季高架雷暴是否发生雷电的重要预警因子.(4)地基微波辐射计温度、湿度廓线和探空曲线基本吻合,可以看到明显的冷垫、逆温层及西南急流.基于微波辐射计资料计算的不稳定指数变化特征对冷季高架雷暴的短临预报有重要的实际应用价值.当A指数、TT指数、K指数和T850-500出现快变抖动时,伴随抖动加剧可以判断将会有雷暴天气发生,当波动曲线开始下降并变得平稳,表示雷暴减弱消亡;θse 850在雷暴出现后跃增并在320 K附近抖动,雷暴结束后下落到290 K的平稳状态;Td850在雷暴活跃阶段近乎为0℃;T850-500在雷暴发生前是一个缓慢下降的过程,雷暴结束后大气趋于稳定.