Dual-polarization radar echo characteristics of a hail supercell event in northeastern Hunan
-
摘要:
利用S波段双偏振雷达资料和多种观测资料，对2021年5月10日湖南长沙的大冰雹超级单体风暴过程进行分析，结果表明：(1) 此次过程发生在低层暖平流主导下，高能量、有利的对流不稳定条件以及湿球0 ℃ (WBZ)高度明显低于0 ℃层高度为大冰雹超级单体风暴的形成和维持提供了有利条件。(2) 强中心(水平反射率因子Zh≥60 dBz)面积和最大水平反射率因子明显增大、垂直累积液态水含量跃增和质心高度发展到冰雹有效增长层，可作为大冰雹形成发展的依据。(3) 差分反射率因子(Zdr)柱、相关系数(CC)、差分相移率(Kdp)演变可为冰雹的云物理特征变化提供重要参考。Zdr柱(≥ 1 dB)的出现对应上升气流区，扩展至WBZ以上，Zdr柱的发展和维持表明其携带的过冷雨滴为冰雹发展和维持提供了雹胚；Zdr洞(＜0 dB)对应下沉气流区扩展至近地面，结合小CC和Kdp“空洞”对应干的大冰雹。(4) 构建的超级单体风暴降雹阶段不同仰角的双偏振监测识别模型显示，强雹暴回波离开雷达一侧存在降水回波，导致Zh的三体散射特征不明显，Zdr和CC表现的偏振三体散射特征和非均匀波束充塞延伸距离可作为识别冰雹及其尺度的重要判据。
Abstract:Using S-band dual-polarization radar data and other observation data, a supercell storm that caused a large hail in Changsha, Hunan Province on 10 May, 2021 was analyzed. The results show as below. (1) This process takes place under the synoptic condition of low-level warm advection, high energy, and convective instability. Besides, wet bulb 0 ℃ (WBZ) is obviously lower than the height of 0℃, which provided favorable conditions for the formation and maintenance of large hail supercell storms. (2) The area of strong center (horizontal reflectivity (Zh) ≥60 dBz) and the maximum horizontal reflectivity increase significantly. The vertical integrated liquid water content increases significantly, and the height of mass center develops to reach the effective growth layer of hail, which can be used as a criterion of major hail formation and development. (3) The evolution of differential reflectivity (Zdr) column, correlation coefficient (CC), and specific differential phase (Kdp) provides the important basis for distinguishing the changes in the cloud physical process of hail. In the early stage of storm development, the appearance of Zdr column corresponds to the updraft zone, which extends above WBZ. The supercooled raindrops in the Zdr column provide hail embryos for the development of hail. The Zdr-hole (< 0 dB) corresponds to the downdraft area and expands to near the ground. Small CC and Kdp-hole indicate the appearance of dry large hail. (4) The dual-polarization monitoring and identification model of hail supercell is constructed and which shows that due to the occlusion of precipitation echo, Zh does not show the characteristics of three body scatter spike (TBSS). The polarization TBSS characteristics of significantly negative Zdr and small CC and non-uniform beam filling can be used as an important criteria for identifying hail and hail scales.
-
Keywords:
- heavy hail /
- supercell /
- dual-polarization radar /
- polarization parameter
-
引言
降雹作为对流风暴成熟阶段的产物，具有突发性强、破坏力大等特点，常导致严重灾害，一直是灾害性天气研究领域的重要课题。在形成冰雹的对流风暴中，超级单体作为组织程度最高的风暴，造成的雹灾更为严重，也更值得研究(高丽等，2021)。天气雷达具有高时空分辨率特点，是冰雹监测的最佳手段，许多学者通过雷达资料从冰雹的形成机制、时空分布、风暴演变和短临技术等方面开展了大量的研究(韩颂雨等，2017；吴海英等，2017；张玉洁等，2019；于怀征等，2020；朱义青和胡顺起，2021)。这些研究加深了对降雹型超级单体结构的认识，但由于单偏振天气雷达不易探测粒子相态、形状、空间取向等云物理特征，因此，上述研究多集中于风暴结构，对于云物理结构方面的研究相对较少。
随着天气雷达技术不断发展，我国天气雷达逐步完成双偏振升级改造，双偏振雷达与单偏振雷达相比，不仅能获取到目标物的回波强度，还能测得包括差分反射率因子(Diffrential Reflectivity, Zdr)、差分相移率(Specific Differential Phase, Kdp)和相关系数(Correlation Coefficient, CC)等新的偏振参数，提供更加全面的冰雹状态信息(刘黎平，2002；刘黎平等，2016；杨通晓和岳彩军，2019；杨祖祥等，2019)。双偏振雷达在冰雹研究应用也取得一些进展(冯晋勤等，2018；刘红亚等，2020；曹舒娅等，2021；高丽等，2021)。如潘佳文等(2020)指出大冰雹区表现出低Zdr，三体散射(Three Body Scatter Spike, TBSS)相关系数低；刁秀广和郭飞燕(2021)发现风暴低层强反射率核后侧径向上出现显著Zdr负值区，可作为大冰雹(直径≥50 mm)的识别依据；潘佳文等(2021)也明确指出Zdr柱相比降雹，尤其大冰雹具有一定提前量。但由于风暴结构、地区差异和仪器误差等因素，以上得出的研究结论是否适用其他地区还需进一步研究。
2021年5月10日，湖南东北部2个县市出现了15站次冰雹，长沙宁乡出现直径8 cm大冰雹，非常罕见，预报预警难度较大。本文将基于2020年6月改造升级后的长沙S波段双偏振雷达资料，结合常规观测资料、地面加密观测资料和灾害报告，对造成此次大冰雹的超级单体环境条件、全生命周期演变及双偏振特征进行研究，尤其是雹暴发展的前期，相关云物理结构在偏振参数上的体现，以提高大冰雹的监测预警能力，并为今后中国大范围使用双偏振雷达进行强对流天气监测、预警提供参考。
1. 资料及实况介绍
1.1 资料说明
本文所使用的双偏振雷达数据来自长沙S波段双偏振雷达(海拔高度622 m)，雷达扫描模式为VCP21。环境分析采用常规观测资料，降水、大风资料来自地面气象观测站的分钟级数据，冰雹资料来自地面气象观测站数据和灾害报告。
1.2 强对流实况
受500 hPa短波槽东移、中低层切变、西南急流和地面辐合线共同影响，5月10日(图 1)，怀化、邵阳、永州、长沙、岳阳等地出现42站8级(≥17.2 m·s-1)以上大风，最大出现在18∶17(北京时, 下同)岳阳平江秋湖水库，达到28.1 m·s-1 (10级)；长沙、益阳出现15站次冰雹，最大出现在20∶50长沙宁乡巷子口，直径达到8 cm；怀化、邵阳等地出现23站50 mm以上短时强降水，最大小时雨强出现在怀化靖州艮山口，达到79.3 mm (11日01∶00—02∶00)。
![]()
图 1 2021年5月10日大风和冰雹分布(黑色三角形分别为最大风、最大冰雹出现站点)Figure 1. The spatial distribution of gale and hail stations on 10 May 2021 (black triangles are the stations of maximum wind speed and hail size)本文主要分析长沙雷达覆盖范围内的大冰雹事件。5月10日19∶00—22∶00 (图 2)，受多个对流单体影响，冰雹主要发生在益阳南部和长沙西部，最大直径8 cm的冰雹出现在长沙宁乡巷子口(20∶50)。19∶17前出现大冰雹的单体在娄底北部与益阳南部的山区初生，东北向移动过程中经历三个阶段，包括发展跃增阶段(19∶17—20∶37)(此阶段包括发展(19∶17—19∶29)、减弱(19∶34—19∶40)、再发展(19∶46—19∶57)、合并加强(20∶03—20∶37)四个时段)、成熟降雹阶段(20∶43—21∶24)和减弱消亡阶段(21∶29—21∶40)，共4站次记录降雹。
![]()
图 2 2021年5月10日19∶00—22∶00冰雹发生位置、强度和超级单体风暴轨迹追踪(Storm Tracking Information, STI)Figure 2. The location, intensity of hail and the storm tracking information from 19∶00 to 22∶00 BT on 10 May 20212. 环境分析
5月10日20:00 (图 3)，湖南东部处于200 hPa高空急流分流区，高空辐散抽吸作用加强了低层上升运动；500 hPa温度槽超前高度槽，受短波槽影响，温度槽东移使得高空干冷空气侵入；中低层切变在湖南北部高度重合，且低空急流强盛，700 hPa、850 hPa风速分别达20 m·s-1、16 m·s-1，强盛的暖湿气流输送了充沛水汽，有利于不稳定能量增长。湖南东部处于850 hPa显著湿度大值区，干线(露点锋)从湖南北部入侵，水平湿度梯度增大，且850 hPa与500 hPa温度差超过25 ℃，热力不稳定层结为对流天气提供了有利的环境条件。地面暖低压显著发展，地面辐合线触发强对流天气的发生。此次强对流天气类型是较为典型的低层暖平流强迫型(许爱华等，2014)。
![]()
图 3 2021年5月10日20∶00天气系统配置分析Figure 3. The weather system configuration at 20∶00 BT on 10 May, 2021分析5月10日20:00长沙探空曲线(图略)和环境物理量(表 1)，长沙上空具有“上干冷下暖湿”的不稳定层结，呈典型的倒喇叭型，对流抑制能量(CIN)较小，20∶00对流有效位能(CAPE)明显增大，达到1 726.9 J·kg-1，下沉对流有效位能(DCAPE)也增大到1 132.3 J·kg-1。K指数、850 hPa与500 hPa温度差(T850-500) 分别达41.5 ℃、27.1 ℃，上下层大的热力差异加剧热力不稳定，沙氏指数(SI)、抬升指数(LI)分别达-5.6 ℃、-5.2 ℃，强不稳定加剧对流发展。850 hPa、925 hPa比湿(Q)分别达15.6 g·kg-1、17.7 g·kg-1，850 hPa以上高度比湿较小，呈上干下湿状态，有利于加强对流不稳定。0—3 km、0—6 km垂直风矢差(Vertical Wind Shear, VWS)分别达20.8 m·s-1、19.7 m·s-1，强的垂直风矢差有利于对流组织化，湿球0 ℃(Wet Bulb Zero, WBZ)、-10 ℃和-20 ℃层高度分别为4.0 km、6.3 km和7.9 km，WBZ明显低于0 ℃层高度(4.8 km)，高空的干层向下延伸到较低高度有利于大冰雹不被或少被融化，合适的冻结高度有利于冰雹的形成、发展和落地(俞小鼎，2014；曾智琳等，2019)。
表 1 2021年5月10日不同时刻长沙探空站(57687)环境参数Table 1. The environmental elements at Changsha station at different time of 10 May 2021时间 比湿/(g·kg-1) 能量/(J·kg-1) 垂直风矢差/(m·s-1) 指数/℃ 高度/km Q500 Q700 Q850 Q925 CAPE DCAPE CIN VWS0—3 VWS0—6 K T850-500 SI LI WBZ Z-10 ℃ Z-20 ℃ 08∶00 2.3 8.5 13.6 15.0 667.2 607.9 54.2 9.6 12.6 38.0 25.2 -2.3 -1.9 4.3 6.3 7.7 20∶00 2.1 8.5 15.6 17.7 1 726.9 1 132.3 11.5 20.8 19.7 41.5 27.1 -5.6 -5.2 4.0 6.3 7.9 注：Q500、Q700、Q850、Q925表示500 hPa、700 hPa、850 hPa、925 hPa比湿；CAPE、DCAPE、CIN分别表示对流有效位能、下沉对流有效位能、对流抑制能量；VWS0-3、VWS0-6表示0—3 km、0—6 km垂直风矢差；K、SI、LI分别表示K指数、沙氏指数、抬升指数；T850-500表示850 hPa与500 hPa温度差；WBZ、Z-10 ℃、Z-20 ℃分别表示湿球0 ℃、-10 ℃、-20 ℃层高度。 3. 雷达回波特征分析
3.1 风暴演变特征
分析由长沙雷达计算得到的最大水平反射率因子(Maximum Horizontal Reflectivity, DBZM) (图 4a)、垂直累积液态水含量(Vertical Integrated Liquid Water, VIL)(图 4b)、单体强回波面积(水平反射率因子Zh≥55 dBz记S55，Zh≥60 dBz记S60，Zh≥65 dBz记S65) (图 4c)、质心高度(HT)和回波顶高(TOP)(图 4d)等主要风暴参数演变，反映风暴的发展过程。发展跃增阶段(19∶17—20∶37)：19∶40前，S55在25 km2以内，未发展到WBZ高度，TOP、HT均较低，VIL维持在30 kg·m-2；19∶40—20∶20，S55增大，TOP增高，HT维持，对流单体逐步发展；20∶20后，上升气流加强，回波迅速发展，DBZM开始增大，S55增长幅度加大，S60、S65在20∶26后迅速增大，VIL最大达到90.5 kg·m-2，出现明显跃增，2个体扫跃增幅度达33.5 kg·m-2，TOP达14.1 km，HT迅速增高，最大达到7.4 km，达-10 ℃高度(6.3 km)，已达冰雹的有效增长层(Witt and Nelson, 1991；胡胜等，2015；曾智琳等，2019)，为冰雹的翻滚增长提供了有利条件。成熟降雹阶段(20∶43—21∶24)：20∶49 S55、S60和S65达到单体发展最大面积，分别为182 km2、96 km2和48 km2，DBZM达74 dBz，上升气流无法承托大冰雹，HT出现剧烈下降，降至3.5 km，降幅达3.8 km，风暴成熟降雹；此后，HT再次升高，TOP、VIL和DBZM持续下降，S55、S60和S65持续缩小，风暴仍维持一定强度。21∶29后，风暴持续减弱，DBZM降至60 dBz，强回波面积和强度均持续下降，风暴逐渐消亡。
![]()
图 4 2021年5月10日19∶17—21∶40超级单体风暴演变过程的最大水平反射率因子(DBZM) (a)、垂直累积液态水含量(VIL) (b)、强回波面积(S55，S60，S65) (c)、质心高度(HT)和回波顶高(TOP) (d)时间变化(黑色三角形为最大冰雹出现时间)Figure 4. Time change of (a) maximum horizontal reflectivity(DBZM), (b) vertically integrated liquid water content (VIL), (c) area of strong echo (S55, S60, S65), (d) centroid height (HT) and top height (TOP) of the supercell storm from 19∶17 to 21∶40 BT on 10 May 2021 (black triangle is the time of maximum hail)3.2 雷达双偏振特征分析
3.2.1 发展跃增阶段(19∶17—20∶37)
本文定义Zh≥50 dBz为强回波区，Zh≥60 dBz为强中心。对流单体在娄底北部与益阳南部的山区新生，在东移过程中不断发展减弱，但长沙存在有利于对流发展的动力、热力和水汽条件，因此，回波移至长沙西部时再次发展，至19:46(图 5、6a)，Zh最大达55 dBz，伸展至0 ℃层以上，说明对流云中的冰相粒子具有撞冻增长的条件。在1.5°仰角，经过速度退模糊处理，Zh≥45 dBz区域南侧存在气旋式辐合(图略)，辐合的上升气流将雨滴向上输送，雨滴在上升过程中不断碰并增长，使得Zdr不断增大。沿AB作垂直剖面(图 6b)，Zdr≥1 dB垂直扩展到WBZ甚至-20 ℃层以上，形成表征上升气流的典型双偏振特征Zdr柱(刁秀广等，2021)，对应位置的Kdp (图 6c)在1.1~2.4 (°)·km-1，CC(图 6d)明显下降，在0.90~0.96，说明上升的水凝物已出现混合相态，Zdr柱内的过冷雨滴为冰雹发展提供了雹胚。此刻该单体位置的降水相态以夹杂着大雨滴的水凝物为主。
![]()
图 5 2021年5月10日19∶46长沙雷达站1.5°仰角水平反射率因子(Zh)Figure 5. The reflectivity factor on 1.5° elevation angle from Changsha radar station at 19∶46 BT on 10 May 2021![]()
图 6 2021年5月10日19∶46沿图 5a实线AB的水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率(Kdp)(c)和相关系数(CC)(d)剖面图(黄色虚线为WBZ和-20 ℃层高度，黄色框为对流单体)Figure 6. Cross section of (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp), (d) correlation coefficient (CC) along the solid line AB in Fig. 5a at 19∶46 BT on 10 May 2021 (yellow dotted lines are WBZ and -20 ℃ layer height, yellow box is the convection cell)冰雹形成过程迅速，20∶37随着水凝物粒子尺度的增长，Zh明显增强(图 7a)，2.4°仰角最大达65 dBz，粒子累积区沿上升气流向上向下延伸。沿图 7a径向AB和入流方向CD作垂直剖面，强中心位于0 ℃层以上(图 8a)，从4 km垂直伸展至10 km，出现悬垂结构，下方出现弱回波区(Weak Echo Region, WER)，对应位置退过模糊的径向速度上中气旋特征明显，旋转速度为26 m·s-1，达到强中气旋强度，扩展至8 km (图 8c)，强的旋转上升运动有利于冰雹垂直翻滚增长(潘佳文等，2020；王建恒等，2020)，有明显的中层径向辐合(Mid Altitude Radial Convergence, MARC)(图 8b)。VIL最大达到90.5 kg·m-2，2个体扫跃增幅度达35.5 kg·m-2 (图 7d)。强中心对应Zdr＜0 dB，CC在0.85~0.9(图 7b、c)，出现大冰雹特征，强中心西南侧CC由0.94~0.97锐减至0.7以下，在Zh的TBSS特征不明显时，CC偏振量出现TBSS特征，具有较好的冰雹识别参考。中气旋对应区域仍存在Zdr (≥1 dB)柱，剖面显示(图 8d)强回波下方Zdr柱仍能扩展至-20 ℃层高度，有较强上升气流维持对流发展，Zdr柱扩展高度有所下降。强回波区和WBZ以下出现Zdr＜0 dB小值区，即Zdr洞(Wakimoto and Bringi, 1988；潘佳文等，2020)，降至3 km且水平尺度增大(图 8d)，CC在0.9~0.96(图 8e)，Zdr洞两侧和低层的Zdr、Kdp随高度的降低而增大，说明存在冰雹下落融化和大雨滴降落。中层Zdr小值区对应的CC在0.85~0.92，扩展至-20°层高度以上，Zdr、CC西侧中高层均有明显TBSS特征（Zdr＞3.5 dB、CC＜0.5），CC＜0.9处对应Kdp不显示，出现“空洞”(图 8f)，这种现象是距离库内粒子的非均一性造成CC＜0.9，大冰雹的Mie散射造成Kdp受到污染出现异常，则不显示(刘黎平，2002)，结合Zdr可知，此时，未进入长沙的回波已出现大雨滴与冰雹的混合态。
![]()
图 7 2021年5月10日20∶37长沙雷达站2.4°仰角水平反射率因子(Zh) (a)、差分反射率因子(Zdr) (b，红色框为Zdr柱区)、相关系数(CC)(c)和20∶43垂直液态水含量(VIL)(d)Figure 7. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr) (red box is the domain of Zdr column), (c) correlation coefficient (CC) on 2.4° elevation angle at 20∶37 BT, and (d) vertically integrated liquid water content (VIL) at 20∶43 BT from Changsha radar station on 10 May 2021![]()
图 8 2021年5月10日20∶37沿图 7a实线AB所作的水平反射率因子(Zh)(a)、径向速度(V)(b)、差分反射率因子(Zdr)(d)、相关系数(CC)(e)、差分相移率（Kdp)(f)剖面图和沿图 7a实线CD所作的径向速度V(c)剖面图Figure 8. Cross section of (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) radial velocity (V), (d) differential reflectivity factor (Zdr), (e) specific differential phase (Kdp), (f) correlation coefficient (CC) along the solid line AB in Fig. 7a and cross section of (c) horizontal radial velocity (V) on 2.4° elevation angle along the solid line CD at 20∶37 BT on 10 May 2021随着冰雹云中的冰雹尺寸迅速增大和冰雹粒子不断累积，上升气流承托作用降低，预示降雹将出现。
3.2.2 成熟降雹阶段(20∶43—21∶24)
强的垂直风矢差、上下层结不稳定和中低层急流的维持，有利于超级单体风暴的继续维持。从1.2节分析可知，20∶43—21∶24为成熟降雹阶段，选取20∶49长沙雷达数据分析降雹阶段双偏振特征。
低层0.5°仰角(图 9a)，超级单体风暴强中心最大达70.5 dBz，其南侧有明显的入流缺口，高度在2.2 km，附近存在较大的Zdr (2~4 dB)，即Zdr弧，强中心Zdr接近0 dB，大冰雹在下降过程中具有翻滚现象，近似于球形粒子。由于大冰雹对电磁波的衰减作用，强中心西侧表现为Zdr负值区，最小达-4 dB(图 9b)，延伸至距离强中心50 km。强回波区对应的CC差异明显，范围在0.6~0.92，强中心CC较小，在0.6~0.85，西偏南方向CC(＜0.5)小值区呈波束状(图 9d)，与两侧CC值具有明显差异，这是大冰雹核后径向上的非均匀波束充塞导致的。强中心出现Kdp“空洞”，周边Kdp存在异常大值，超过2.4 °·km-1，即Kdp足，表明雨滴浓度较高且存在包水膜的冰雹粒子(图 9c)。强中心北侧和东侧Zh在50~60 dBz之间，存在3 dB以上的Zdr，CC偏低、Kdp较大(＞3.1 °·km-1)，该区域以大量的大雨滴为主，可能伴有融化的小冰雹。粒子分类产品(Hydro Classification, HCL)(图略)也在强中心识别出冰雹粒子，而周边以大雨粒子为主。
![]()
图 9 2021年5月10日20:49长沙雷达站0.5°仰角水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率因子(Kdp)(c)和相关系数(CC) (d)(白色框为非均匀波束充塞区)Figure 9. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp) and (d) correlation coefficient (CC) on 0.5° elevation angle from Changsha radar station at 20∶49 BT on 10 May 2021 (white box is non-uniform beam filling)强雹暴回波离开雷达一侧存在降水回波，导致Zh没有出现TBSS特征，可通过Zdr、CC和Kdp的TBSS特征判别冰雹(王洪等，2018；林文等，2020；龚佃利等，2021)，Zdr柱维持时间长、Zdr、CC的非均匀波束充塞延展距离远可作为此次冰雹维持时间和强度大小的重要判别依据。
中层2.4°仰角，超级单体风暴强中心(图 10a)范围增大，高度在6 km，即-10 ℃层附近，最大达73.5 dBz，出现明显的钩状回波，其南侧出现有界弱回波区(BWER)。径向速度出现速度模糊，气旋性中气旋旋转速度为19 m·s-1，强度下降，上升气流减弱(图略)。强中心位于中气旋北侧，Zdr、CC和Kdp(图 10b、c、d)均较小，表明有相对干的大冰雹。中气旋东南侧存在Zdr(≥1 dB)大值区，呈半环状，与低层Zdr环呈分离状态，对应CC为0.85~0.94，Kdp异常或偏小，上升气流区以少量液态雨滴和包有水膜冰粒子混合为主。中气旋周边出现0.9以下的CC环，Zdr和Kdp较小，对应大Zh，以大冰雹粒子为主，对应区域HCL也识别为冰雹粒子(图略)，冰雹周边识别的霰粒子作为雹胚之一，为冰雹的维持提供条件。2.4°仰角Zh更强，强中心面积更大，由于大冰雹的Mie散射特性和衰减作用，强中心西侧径向上CC明显减小(＜0.5)，Zdr和Kdp出现先跃增后迅速减小的偏振TBSS特征，表明该区域为大冰雹造成的非均匀波束充塞区，影响西侧单体。
![]()
图 10 2021年5月10日20∶49的长沙雷达站2.4°仰角水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率(Kdp)(c)和相关系数(CC)(d)Figure 10. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp) and (d) correlation coefficient (CC) on 2.4° elevation angle from Changsha radar station at 20∶49 BT on 10 May 2021高层6.0°仰角(图略)，强中心高度在12 km，Zh仍有64 dBz，径向速度有强辐散，Zdr和Kdp多为负值，CC为0.95~0.98，存在TBSS特征。
沿20:49长沙雷达站2.4°仰角Zh的实线AB作剖面(图 11a)，分析Zh、V、Zdr、CC和Kdp的垂直结构特征。结果显示，强中心垂直扩展到11 km，扩展至-20 ℃层高度以上，水平尺度达10 km，风暴发展强盛(图 11b)，出现典型的超级单体风暴Zh剖面结构，移动方向前沿Zh≥60 dBz已明显接地，对应下沉气流区，出现明显Zdr洞(＜0 dB)向低层扩展(图 11d)，结合较小的CC和Kdp (明显的Kdp洞)(图 11e、11f)，降水相态以相对干的大冰雹为主，降雹区前沿有Kdp柱，最大达3.1°·km-1，以混合大量雨滴的融化冰雹为主。Zh剖面出现回波墙与穹窿，穹窿下方在0 ℃层高度附近有宽广的BWER，回波墙前沿对应MARC、高层辐散，强上升气流的承托作用继续维持风暴强度(图 11c)，上升气流区对应的Zdr柱，相对于风暴的前期高度和强度明显降低，上升气流的承托作用明显减弱，该区域对应小CC(＜0.9)，-10 ℃层高度以下有Kdp柱、以上有Kdp负值区，说明上升气流区中低层以浓度较高的雨滴和混合相态为主，上升气流将过冷雨滴向上输送，仍有冰雹不断增长，有利于降雹维持。强中心西侧中层出现明显的TBSS，对应的偏小CC＜0.3、偏大Kdp＞7 °·km-1，受大冰雹衰减影响小，与Zh的TBSS区位置吻合，而Zdr(＞4 dB) TBSS位置相对向上移。
![]()
图 11 沿2021年5月10日20∶49长沙雷达站水平反射率因子(Zh)(a)和沿实线AB所作剖面的水平反射率因子(Zh)(b)、径向速度(V)(c)、差分反射率因子(Zdr)(d)、相关系数(CC)(e)和差分相移率(Kdp)(f)剖面图Figure 11. Reflectivity factor (Zh) from Changsha radar station, and cross section of horizontal of (b) horizontal reflectivity factor (Zh), (c) radial velocity (V), (d) differential reflectivity factor (Zdr), (e) correlation coefficient (CC), and (f) specific differential phase (Kdp) along the solid line AB in Fig.a at 20∶49 BT on 10 May 20213.2.3 减弱消亡阶段(21∶29—21∶40)
超级单体风暴朝东略偏北方向移动，21∶37宁乡横市记录到冰雹后，风暴持续减弱，强中心下降至2 km，面积明显减小，强回波区下降至-10 ℃层高度，低层正速度区高度明显下降，辐合上升运动明显减弱。单体0℃以下强中心区Zdr在1~2.5 dB，Kdp＞2.4°·km-1，最大达3.1°·km-1以上，CC值在0.9~0.98，表明有大雨滴、浓度较高的雨滴混合。
3.2.4 风暴演变过程偏振量变化
通过追踪超级单体风暴演变过程的偏振量变化判断其云物理特征变化(图 12)。发展跃增阶段：19∶40前，0.5°仰角Zh在50~60 dBz，Zdr＞2.0 dB，CC＞0.95，Kdp在1 °·km-1左右，2.4°仰角Zh偏低，风暴未发展到一定高度，降水相态以雨滴、大雨滴为主；19∶40—20: 20，2.4°仰角Zh增大到60 dBz左右，各层Zdr、Kdp先增大后降低，CC低层先降后升、中层略升，表明液态粒子含量增多，向上输送过程中碰并增长并发生相态变化；20∶37，2.4°仰角Zh进一步增大到68 dBz，中层Zdr先降低至0 dB以下，CC降至0.9以内，Kdp降至0 °·km-1，以干的大冰雹为主，低层仍以雨滴为主。20∶43—21∶12为主要降雹时段(图 12黑色实线)，Zh在60~70 dBz，Zdr在-2.5~1 dB，CC在0.8~0.9，Kdp在-1~2 °·km-1，20∶49近地面观测到8cm大冰雹的时次，低层Zh≥60 dBz、Zdr＜1 dB、CC＜0.9和Kdp＜0 °·km-1可判断降雹。21∶29后，Zh开始下降，Zdr、CC和Kdp增大，以降雨为主。
![]()
图 12 2021年5月10日19∶17—21∶40超级单体风暴演变过程0.5°和2.4°仰角差分相移率(Kdp)(a)、相关系数(CC)(b)、差分反射率因子(Zdr)(c)和水平反射率因子(Zh)(d)变化(黑色三角形为降雹时间，黑色实线为主要降雹时段，黑色虚线分别为Kdp等于0 °·km-1、CC等于0.9、Zdr等于0 dB)Figure 12. The scatter plot of (a) specific differential phase (Kdp), (b) correlation coefficient (CC), (c) differential reflectivity factor (Zdr) and (d) horizontal reflectivity factor (Zh) on 1.5° and 2.4° elevation angle of the supercell storm from 19∶17 to 21∶40 BT on 10 May 2021 (black triangle is the hail time, black lines is the main hail time range, black dotted lines indicate Kdp = 0 °·km-1, CC = 0.9, Zdr = 0 dB)4. 超级单体风暴降雹阶段双偏振监测识别模型
基于此次大冰雹超级单体风暴0.5°、2.4°仰角双偏振特征分析，给出了监测识别模型(图 13)，体现了诸多偏振量在超级单体风暴低层、中层的分布情况，有助于系统地了解偏振量特征分布。蓝色、黑色、绿色虚线分别代表 35 dBz、50 dBz、60 dBz水平反射率因子区域。
![]()
图 13 基于双偏振雷达观测的0.5°(a)和2.4°(b)仰角的超级单体雹暴识别模型Figure 13. The schematic diagram of the supercell storm based on the dual-polarization characteristics on (a) 0.5° and (b)2.4° elevation angle低层0.5°仰角(图 13a)南侧存在Zh梯度高值区，具有明显的入流缺口，入流区对应Zdr、CC小值和Kdp异常，附近存在干的大冰雹；Zdr弧(＞3 dB)结合Kdp足(＞3°·km-1)、CC小值，以小冰雹和大雨滴或融合的冰雹为主。中层2.4°仰角(图 13b)南侧具有明显的强回波悬垂和BWER。BWER内对应CC小值，中气旋周围对应CC环和Zdr环，结合Kdp，中气旋附近粒子形状和相态较为复杂。强回波中心西段对应小的Zdr、CC和Kdp，以干的大冰雹为主，西侧出现Zdr (＞3 dB)、Kdp (＞7°·km-1) 跃增和CC异常小值(＜0.5)，出现TBSS和非均匀波束充塞。
风暴低层存在Zdr弧和Kdp足，分别对应上升气流和下沉气流区，中层强上升气流周围伴有Zdr环/柱、CC环和Kdp柱，Zdr环/柱与Kdp柱出现明显分离。由于风暴形态结构的差异，偏振量的水平和垂直分布特征与Kumjiant和Ryzhkov (2008)、潘佳文等(2020)、刁秀广和郭飞燕(2021)提出的概念模型有所差异，最明显的差异在偏振量的非均匀波束充塞延伸距离，可作为识别冰雹尺寸的重要参考依据。
5. 结论与讨论
利用长沙S波段双偏振雷达、常规观测数据和分钟级地面观测数据，对2021年5月10日一次导致大冰雹的超级单体风暴演变过程进行分析，得出双偏振监测识别模型，主要结论如下：
(1) 本次过程是短波槽东移、低空西南急流、地面辐合线触发形成的低层暖平流强迫型强对流天气。“上干冷下暖湿”不稳定层结、强热力不稳定和强垂直风矢差，合适的WBZ、-10 ℃和-20 ℃层高度，WBZ明显低于0 ℃层高度，为大冰雹超级单体风暴的发生发展提供了有利条件。
(2) 强回波面积和DBZM的明显增大，VIL的明显跃增，TOP的增高和HT发展到冰雹有效增长层，可作为判别大冰雹是否会形成和翻滚增长的依据。
(3) 表征上升气流的Zdr柱发展高度、维持时间和数值变化，结合CC、Kdp的变化，可为强风暴结构和云物理特征变化提供重要参考。发展阶段，Zdr柱内的过冷雨滴为冰雹发展提供了雹胚；降雹阶段，下沉气流区的Zdr洞结合小CC和Kdp “空洞”，可判别干的大冰雹；回波穹窿处Zdr柱维持，表明过冷水滴持续向上输送，利于降雹维持。
(4) 构建的超级单体风暴降雹阶段不同仰角的双偏振监测识别模型显示，强雹暴回波离开雷达一侧存在降水回波，导致Zh的TBSS特征不明显，偏振量受遮挡影响小，Zdr、CC的TBSS特征和非均匀波束充塞延伸距离可作为识别冰雹及其尺度的重要判据。
需要指出的是，本文仅对一次大冰雹超级单体风暴过程进行分析，偏振量Zdr、CC和Kdp的演变以定性分析为主。Zdr柱的发展高度和维持时间、偏振TBSS特征和非匀波束充塞延伸距离等结论，仍需通过更多的个例分析异同点，获得定量关系，为双偏振雷达产品的推广应用提供参考。
-
![]()
图 1 2021年5月10日大风和冰雹分布(黑色三角形分别为最大风、最大冰雹出现站点)
Figure 1. The spatial distribution of gale and hail stations on 10 May 2021 (black triangles are the stations of maximum wind speed and hail size)
![]()
图 2 2021年5月10日19∶00—22∶00冰雹发生位置、强度和超级单体风暴轨迹追踪(Storm Tracking Information, STI)
Figure 2. The location, intensity of hail and the storm tracking information from 19∶00 to 22∶00 BT on 10 May 2021
![]()
图 3 2021年5月10日20∶00天气系统配置分析
Figure 3. The weather system configuration at 20∶00 BT on 10 May, 2021
![]()
图 4 2021年5月10日19∶17—21∶40超级单体风暴演变过程的最大水平反射率因子(DBZM) (a)、垂直累积液态水含量(VIL) (b)、强回波面积(S55，S60，S65) (c)、质心高度(HT)和回波顶高(TOP) (d)时间变化(黑色三角形为最大冰雹出现时间)
Figure 4. Time change of (a) maximum horizontal reflectivity(DBZM), (b) vertically integrated liquid water content (VIL), (c) area of strong echo (S55, S60, S65), (d) centroid height (HT) and top height (TOP) of the supercell storm from 19∶17 to 21∶40 BT on 10 May 2021 (black triangle is the time of maximum hail)
![]()
图 5 2021年5月10日19∶46长沙雷达站1.5°仰角水平反射率因子(Zh)
Figure 5. The reflectivity factor on 1.5° elevation angle from Changsha radar station at 19∶46 BT on 10 May 2021
![]()
图 6 2021年5月10日19∶46沿图 5a实线AB的水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率(Kdp)(c)和相关系数(CC)(d)剖面图(黄色虚线为WBZ和-20 ℃层高度，黄色框为对流单体)
Figure 6. Cross section of (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp), (d) correlation coefficient (CC) along the solid line AB in Fig. 5a at 19∶46 BT on 10 May 2021 (yellow dotted lines are WBZ and -20 ℃ layer height, yellow box is the convection cell)
![]()
图 7 2021年5月10日20∶37长沙雷达站2.4°仰角水平反射率因子(Zh) (a)、差分反射率因子(Zdr) (b，红色框为Zdr柱区)、相关系数(CC)(c)和20∶43垂直液态水含量(VIL)(d)
Figure 7. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr) (red box is the domain of Zdr column), (c) correlation coefficient (CC) on 2.4° elevation angle at 20∶37 BT, and (d) vertically integrated liquid water content (VIL) at 20∶43 BT from Changsha radar station on 10 May 2021
![]()
图 8 2021年5月10日20∶37沿图 7a实线AB所作的水平反射率因子(Zh)(a)、径向速度(V)(b)、差分反射率因子(Zdr)(d)、相关系数(CC)(e)、差分相移率（Kdp)(f)剖面图和沿图 7a实线CD所作的径向速度V(c)剖面图
Figure 8. Cross section of (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) radial velocity (V), (d) differential reflectivity factor (Zdr), (e) specific differential phase (Kdp), (f) correlation coefficient (CC) along the solid line AB in Fig. 7a and cross section of (c) horizontal radial velocity (V) on 2.4° elevation angle along the solid line CD at 20∶37 BT on 10 May 2021
![]()
图 9 2021年5月10日20:49长沙雷达站0.5°仰角水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率因子(Kdp)(c)和相关系数(CC) (d)(白色框为非均匀波束充塞区)
Figure 9. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp) and (d) correlation coefficient (CC) on 0.5° elevation angle from Changsha radar station at 20∶49 BT on 10 May 2021 (white box is non-uniform beam filling)
![]()
图 10 2021年5月10日20∶49的长沙雷达站2.4°仰角水平反射率因子(Zh)(a)、差分反射率因子(Zdr)(b)、差分相移率(Kdp)(c)和相关系数(CC)(d)
Figure 10. The (a) horizontal reflectivity factor (Zh), (b) differential reflectivity factor (Zdr), (c) specific differential phase (Kdp) and (d) correlation coefficient (CC) on 2.4° elevation angle from Changsha radar station at 20∶49 BT on 10 May 2021
![]()
图 11 沿2021年5月10日20∶49长沙雷达站水平反射率因子(Zh)(a)和沿实线AB所作剖面的水平反射率因子(Zh)(b)、径向速度(V)(c)、差分反射率因子(Zdr)(d)、相关系数(CC)(e)和差分相移率(Kdp)(f)剖面图
Figure 11. Reflectivity factor (Zh) from Changsha radar station, and cross section of horizontal of (b) horizontal reflectivity factor (Zh), (c) radial velocity (V), (d) differential reflectivity factor (Zdr), (e) correlation coefficient (CC), and (f) specific differential phase (Kdp) along the solid line AB in Fig.a at 20∶49 BT on 10 May 2021
![]()
图 12 2021年5月10日19∶17—21∶40超级单体风暴演变过程0.5°和2.4°仰角差分相移率(Kdp)(a)、相关系数(CC)(b)、差分反射率因子(Zdr)(c)和水平反射率因子(Zh)(d)变化(黑色三角形为降雹时间，黑色实线为主要降雹时段，黑色虚线分别为Kdp等于0 °·km-1、CC等于0.9、Zdr等于0 dB)
Figure 12. The scatter plot of (a) specific differential phase (Kdp), (b) correlation coefficient (CC), (c) differential reflectivity factor (Zdr) and (d) horizontal reflectivity factor (Zh) on 1.5° and 2.4° elevation angle of the supercell storm from 19∶17 to 21∶40 BT on 10 May 2021 (black triangle is the hail time, black lines is the main hail time range, black dotted lines indicate Kdp = 0 °·km-1, CC = 0.9, Zdr = 0 dB)
![]()
图 13 基于双偏振雷达观测的0.5°(a)和2.4°(b)仰角的超级单体雹暴识别模型
Figure 13. The schematic diagram of the supercell storm based on the dual-polarization characteristics on (a) 0.5° and (b)2.4° elevation angle
表 1 2021年5月10日不同时刻长沙探空站(57687)环境参数
Table 1 The environmental elements at Changsha station at different time of 10 May 2021
时间 比湿/(g·kg-1) 能量/(J·kg-1) 垂直风矢差/(m·s-1) 指数/℃ 高度/km Q500 Q700 Q850 Q925 CAPE DCAPE CIN VWS0—3 VWS0—6 K T850-500 SI LI WBZ Z-10 ℃ Z-20 ℃ 08∶00 2.3 8.5 13.6 15.0 667.2 607.9 54.2 9.6 12.6 38.0 25.2 -2.3 -1.9 4.3 6.3 7.7 20∶00 2.1 8.5 15.6 17.7 1 726.9 1 132.3 11.5 20.8 19.7 41.5 27.1 -5.6 -5.2 4.0 6.3 7.9 注：Q500、Q700、Q850、Q925表示500 hPa、700 hPa、850 hPa、925 hPa比湿；CAPE、DCAPE、CIN分别表示对流有效位能、下沉对流有效位能、对流抑制能量；VWS0-3、VWS0-6表示0—3 km、0—6 km垂直风矢差；K、SI、LI分别表示K指数、沙氏指数、抬升指数；T850-500表示850 hPa与500 hPa温度差；WBZ、Z-10 ℃、Z-20 ℃分别表示湿球0 ℃、-10 ℃、-20 ℃层高度。 
下载: 导出CSV
-
曹舒娅, 孙伟, 韦芬芬, 等. 2021. 双偏振雷达在江苏"7.6"降雹过程中的应用分析[J]. 大气科学学报, 44(4): 549-557. doi: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20201116001 Cao S Y, Sun W, Wei F F, et al. 2021. Study of"7.6"hail event in Jiangsu based on Dual-Polarization weather radar observations [J]. Transactions of Atmospheric Sciences, 44(4): 549-557 (in Chinese). doi: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20201116001
刁秀广, 郭飞燕. 2021.2019年8月16日诸城超级单体风暴双偏振参量结构特征分析[J]. 气象学报, 79(2): 181-195. doi: 10.11676/qxxb2021.010 Diao X G, Guo F Y. 2021. Analysis of polarimetric signatures in the supercell thunderstorm occurred in Zhucheng on 16 August 2019 [J]. Acta Meteorologica Sinica, 79(2): 181-195 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2021.010
刁秀广, 杨传凤, 张骞, 等. 2021. 二次长寿命超级单体风暴参数与ZDR柱演变特征分析[J]. 高原气象, 40(3): 580-589. doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00034 Diao X G, Yang C F, Zhang Q, et al. 2021. Analysis on the Evolution Characteristics of Storm Parameters and ZDR Column for Two Long Life Supercells [J]. Plateau Meteorology, 40(3): 580-589 (in Chinese). doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00034
冯晋勤, 张深寿, 吴陈锋, 等. 2018. 双偏振雷达产品在福建强对流天气过程中的应用分析[J]. 气象, 44(12): 1565-1574. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2018.12.006 Feng J Q, Zhang S S, Wu C F, et al. 2018. Application of dual polarization weather radar products to severe convective weather in Fujian [J]. Meteorological Monthly, 44(12): 1565-1574 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2018.12.006
龚佃利, 王洪, 许焕斌, 等. 2021.2019年8月16日山东诸城一次罕见强雹暴结构和大雹形成的观测分析[J]. 气象学报, 79(4): 674-688. doi: 10.11676/qxxb2021.032 Gong D L, Wang H, Xu H B, et al. 2021. Observational analysis of a rare and severe hailstorm cloud structure and large hailstones formation on 16 August 2019 in Zhucheng, Shandong province [J]. Acta Meteorologica Sinica, 79(4): 674-688 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2021.032
高丽, 潘佳文, 蒋璐璐, 等. 2021. 一次长生命史超级单体降雹演化机制及双偏振雷达回波分析[J]. 气象, 47(2): 170-182. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2021.02.004 Gao L, Pan J W, Jiang L L, et al. 2021. Analysis of evolution mechanism and characteristics of dual polarization radar echo of a hail caused by long-life supercell [J]. Meteorological Monthly, 47(2): 170-182 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2021.02.004
韩颂雨, 罗昌荣, 魏鸣, 等. 2017. 三雷达、双雷达反演降雹超级单体风暴三维风场结构特征研究[J]. 气象学报, 75(5): 757-770. doi: 10.11676/qxxb2017.058 Han S Y, Luo C R, Wei M, et al. 2017. Research on three-dimensional wind field structure characteristic of hail supercell storm by dual- and triple-Doppler radar retrieval [J]. Acta Meteorologica Sinica, 75(5): 757-770 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2017.058
胡胜, 罗聪, 张羽, 等. 2015. 广东大冰雹风暴单体的多普勒天气雷达特征[J]. 应用气象学报, 26(1): 57-65. doi: 10.11898/1001-7313.20150106 Hu S, Luo C, Zhang Y, et al. 2015. Doppler radar features of severe hailstorms in Guangdong province [J]. Journal Apply Meteorology Sciences, 26(1): 57-65 (in Chinese). doi: 10.11898/1001-7313.20150106
李聪, 姜有山, 姜迪, 等. 2017. 一次冰雹天气过程的多源资料观测分析[J]. 气象, 43(9): 1084-1094. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.09.006 Li C, Jiang Y S, Jiang D, et al. 2017. Observation and analysis of a hailstorm event based on multi-source data [J]. Meteorological Monthly, 43(9): 1084-1094 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.09.006
林文, 张深寿, 罗昌荣, 等. 2020. 不同强度强对流云系S波段双偏振雷达观测分析[J]. 气象, 46(1): 63-72. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2020.01.006 Lin W, Zhang S S, Luo C R, et al. 2020. Observational analysis of different intensity sever convective clouds by S-band dual-polarization radar [J]. Meteorological Monthly, 46(1): 63-72 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2020.01.006
刘红亚, 杨引明, 张晶, 等. 2020. 一次冰雹天气的WSR-88D双偏振雷达特征分析[J]. 气象与环境科学, 43(2): 1-10. doi: 10.16765/j.cnki.1673-7148.2020.02.001 Liu H Y, Yang Y M, Zhang J, et al. 2020. Analysis of the WSR-88D dual-polarization radar characteristics in a hail case [J]. Meteorrology and Environmental Sciences, 43(2): 1-10 (in Chinese). doi: 10.16765/j.cnki.1673-7148.2020.02.001
刘黎平. 2002. 双线偏振多普勒天气雷达估测混合区降雨和降雹方法的理论研究[J]. 大气科学, 26(6): 761-772. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.06.05 Liu L P. 2002. A theoretical study of estimations of rain and hail rates in mixed-phase areas with dual linear polarization radar [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 26(6): 761-772 (in Chinese). doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.06.05
刘黎平, 胡志群, 吴翀. 2016. 双线偏振雷达和相控阵天气雷达技术的发展和应用[J]. 气象科技进展, 6(3): 28-33. doi: 10.3969/j.issn.2095-1973.2016.03.003 Liu L P, Hu Z Q, Wu C. 2016. Development and application of dual linear polarization radar and phased-array radar [J]. Advances Meteorology Scienceand Technology, 6(3): 28-33 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.2095-1973.2016.03.003
潘佳文, 魏鸣, 郭丽君, 等. 2020. 闽南地区大冰雹超级单体演变的双偏振特征分析[J]. 气象, 46(12): 1608-1620. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2020.12.008 Pan J W, Wei M, Guo L J, et al. 2020. Dual-polarization radar characteristic analysis of the evolution of heavy hail supercell in Southern Fujian [J]. Meteorological Monthly, 46(12): 1608-1620(in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2020.12.008
潘佳文, 高丽, 魏鸣, 等. 2021. 基于S波段双偏振雷达观测的雹暴偏振特征分析[J]. 气象学报, 79(1): 168-180. doi: 10.11676/qxxb2021.001 Pan J W, Gao L, Wei M, et al. 2021. Analysis of the polarimetric characteristics of hail storm from S band dual polarization radar observations [J]. Acta Meteorologica Sinica, 79(1): 168-180 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2021.001
王洪, 吴乃庚, 万齐林, 等. 2018. 一次华南超级单体风暴的S波段偏振雷达观测分析[J]. 气象学报, 76(1): 92-103. doi: 10.11676/qxxb2017.083 Wang H, Wu N G, Wang Q L, et al. 2018. Analysis of S-band polarimetric radar observations of a hail-producing supercell [J]. Acta Meteorologica Sinica, 76(1): 92-103 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2017.083
王建恒, 陈瑞敏, 胡志群, 等. 2020. 一次强雹云结构的双多普勒雷达观测分析[J]. 气象学报, 78(5): 796-804. doi: 10.11676/qxxb2020.061 Wang J H, Chen R M, Hu Z Q, et al. 2020. Dual Doppler radar observations and analysis of the structure of a severe hailstorm [J]. Acta Meteorologica Sinica, 78(5): 796-804 (in Chinese). doi: 10.11676/qxxb2020.061
王彦, 刘一玮, 孙晓磊. 2017. 利用风廓线雷达资料分析一次强降水过程的风垂直切变特征[J]. 暴雨灾害, 36(2): 171-176. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2017.02.010 Wang Y, Lliu Y W, Sun X L. 2017. Analyzing the vertical wind shear characteristic of a severe rainfall using wind-profile radar data [J]. Torrential Rain and Disasters, 36(2): 171-176 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2017.02.010
吴海英, 陈海山, 刘梅, 等. 2017. 长生命史超级单体结构特征与形成维持机制[J]. 气象, 43(2): 141-150. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.02.002 Wu H Y, Chen H S, Liu M, et al. 2017. Structure characteristics, formation and maintenance mechanism of supercell with long life cycle [J]. Meteorological Monthly, 43(2): 141-150 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2017.02.002
许爱华, 孙继松, 许东蓓, 等. 2014. 中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征[J]. 气象, 40(4): 400-411. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.04.002 Xu A H, Sun J S, Xu D P, et al. 2014. Basic synoptic situation classification and element character of severe convection in China [J]. Meteorological Monthly, 40 (4): 400-411 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.04.002
杨通晓, 岳彩军. 2019. 基于支持向量机的双偏振雷达对流降水类型识别方法研究[J]. 暴雨灾害, 38(4): 297-302. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2019.04.001 Yang T X, Yue C J. 2019. Research on hydrometeor classification of convective weather based on SVM by dual linear polarization radar [J]. Torrential Rain and Disasters, 38(4): 297-302 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2019.04.001
杨祖祥, 谢亦峰, 项阳, 等. 2019.2018年1月初安徽大暴雪的双偏振雷达观测分析[J]. 暴雨灾害, 38(1): 31-40. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2019.01.004 Yang Z X, Xie Y F, Xiang D, et al. 2019. Analysis on dual polarization radar observations of a heavy snowstorm event in Anhui in the beginning of January 2018 [J]. Torrential Rain and Disasters, 38(1): 31-40 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2019.01.004
俞小鼎. 2014. 关于冰雹的融化层高度[J]. 气象, 40(6): 649-654. doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.06.001 Yu X D. 2014. A note on the melting level of hail [J]. Meteorological Monthly, 40(6): 649-654 (in Chinese). doi: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.06.001
俞小鼎, 王秀明, 李万莉, 等. 2020. 雷暴与强对流临近预报[M]. 北京: 气象出版社: 57-63. Yu X D, Wang X M, Li W L, et al. 2020. The nowcasting on thunderstorms and severe convection [M]. Beijing: China Meteorological Press: 57-63 (in Chinese)
于怀征, 刁秀广, 孟宪贵, 等. 2020. 山东省一次罕见强对流天气的环境场及雷达特征分析[J]. 暴雨灾害, 39(5): 477-486. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2020.05.006 Yu H Z, Diao X G, Meng X G, et al. 2020. Analysis of radar echo features and environmental backgrounds of a rare severe convective weather in Shandong province [J]. Torrential Rain and Disasters, 39(5): 477-486 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2020.05.006
曾智琳, 谌芸, 朱克云, 等. 2019. 广东省大冰雹事件的层结特征与融化效应[J]. 大气科学, 43(3): 598-617. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1808.18152 Zeng Z L, Chen Y, Zhu K Y, et al. 2019. Characteristics of atmospheric stratification and melting effect of heavy hail events in Guangdong Province [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 43(3): 598-617 (in Chinese). doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1808.18152
张玉洁, 苑文华, 张武. 2019. 两次长寿命孤立超级单体风暴结构差异性分析[J]. 高原气象, 38(5): 1058-1068. doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00055 Zhang Y J, Yuan W H, Zhang W. 2019. The difference analysis of structure between two long-lived isolated supercell storms [J]. Plateau Meteorology, 38(5): 1058-1068(inChinese). doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00055
朱义青, 胡顺起. 2021. 山东中西部一次长生命史超级单体雷达回波特征和触发机制分析[J]. 沙漠与绿洲气象, 15(1): 54-61. doi: 10.12057/j.issn.1002-0799.2021.01.007 Zhu Y Q, Hu S Q. 2021. Analysis of radar echo characteristics and triggering mechanism of a long life supercell in the midwestern Shandong province [J]. Desert and Oasis Meteorolohy, 15(1): 54-61 (in Chinese). doi: 10.12057/j.issn.1002-0799.2021.01.007
Kumjian M R, Ryzhkov A V. 2008. Polarimetric signatures in supercell thunderstorms [J]. J Appl Meteor Climatol, 47: 1940-1961. doi: 10.1175/2007JAMC1874.1
Wakimoto R M, Bringi V N. 1988. Dual-polarization observations of microbursts associated with intense convection: the 20 July storm during the MIST project [J]. Mon Wea Rev, 116(8): 1521-1539. doi: 10.1175/1520-0493(1988)116<1521:DPOOMA>2.0.CO;2
Witt A, Nelson S P. 1991. The use of single-doppler radar for estimating maximum hailstone size [J]. J Appl Meteor, 30(4): 425-431. doi:10.1175/1520-0450(1991)030<0425:tuosdr>2.0.co;2
-
期刊类型引用(6)
1. 杨湘婧，唐明晖，袁韬，兰明才，彭听听. 基于双偏振雷达和FY-4A卫星资料的一次湖南秋季强冰雹预警特征分析. 气象. 2025(01): 68-84 . 
百度学术
2. 罗晨艺，唐海，杨雨蒙，李霞，刘红双. 黔北一次冰雹天气过程C波段双偏振雷达资料分析. 山地气象学报. 2024(02): 33-40+56 . 百度学术
3. 邓朝平，唐明晖，苏涛，罗源，吴亚昊，汤宇. 湖南衡阳“4.04”强下击暴流预警关键点及环境条件分析. 暴雨灾害. 2024(02): 158-167 . 本站查看
4. 蔡军，张艳，陈林，柯莉萍，姚振东. X波段双偏振雷达冰雹偏振参量特征分析. 沙漠与绿洲气象. 2024(04): 76-82 . 百度学术
5. 唐明晖，付炜，罗源，周慧，蔡荣辉. 长沙一次大暴雨的双偏振及风场反演特征分析. 热带气象学报. 2024(04): 623-632 . 百度学术
6. 唐明晖，陈龙，陈鹤，邓朝平，吴亚昊. 基于双偏振雷达资料的洞庭湖区一次强对流过程的分阶段特征分析. 暴雨灾害. 2023(06): 692-703 . 本站查看
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 173
- HTML全文浏览量: 61
- PDF下载量: 98
- 被引次数: 6
