李現(xiàn)鋒

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，氣象技術(shù)現(xiàn)代化也在不斷更新，多普勒雷達(dá)技術(shù)在氣象方面的應(yīng)用，使短時(shí)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率得到明顯提高。多普勒雷達(dá)生產(chǎn)的產(chǎn)品很多，需要我們不斷地開發(fā)和應(yīng)用。筆者利用多年觀測(cè)積累的經(jīng)驗(yàn)和《江蘇氣象信息共享平臺(tái)》提供的雷達(dá)回波圖資料，分析雷達(dá)回波圖與相關(guān)云的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)云的自動(dòng)化觀測(cè)和提高人工觀測(cè)云的準(zhǔn)確度提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：多普勒雷達(dá) ?氣象觀測(cè) ?應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P412.25 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0007-03

地面氣象觀測(cè)是氣象工作的基礎(chǔ)。地面氣象觀測(cè)是氣象觀測(cè)的重要組成部分，它是對(duì)地球表面一定范圍內(nèi)的氣象狀況及其變化過程進(jìn)行系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測(cè)定，為天氣預(yù)報(bào)、氣象信息、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供重要的依據(jù)。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們所使用的設(shè)備越來越先進(jìn)，在國(guó)際上許多發(fā)達(dá)國(guó)家的地面觀測(cè)工作已實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化，在發(fā)展中國(guó)家地面觀測(cè)工作僅實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化，部分觀測(cè)工作還靠人工觀測(cè)，我們國(guó)家就是其中之一。為了提高人工觀測(cè)項(xiàng)目的準(zhǔn)確率，為了使得觀測(cè)員能夠提前預(yù)知云天變化，提前做好觀測(cè)和發(fā)報(bào)準(zhǔn)備，做到準(zhǔn)確無誤判斷云天情況，提高測(cè)報(bào)工作質(zhì)量。筆者根據(jù)多年觀測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)和所掌握的氣象學(xué)知識(shí)，利用江蘇共享平臺(tái)資料多譜勒雷達(dá)回波和相關(guān)天氣圖，分析它們與地面觀測(cè)中云天配合記錄之間的關(guān)系，現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行探討。該項(xiàng)課題完成后，這對(duì)提高人工觀測(cè)項(xiàng)目準(zhǔn)確率起到重要作用，避免“看家”云的產(chǎn)生，避免人為“云天”現(xiàn)象的產(chǎn)生，對(duì)準(zhǔn)確判斷云天配合起到重要作用，對(duì)獲取準(zhǔn)確地面氣象資料起到重要作用。將為預(yù)報(bào)服務(wù)提供準(zhǔn)確資料，為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率起到一定作用，為使用云天資料的部門提供可靠準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

（1）使用資料為該站2006—2007年14時(shí)個(gè)例云狀和對(duì)應(yīng)多普勒雷達(dá)回波圖60個(gè)，其中有相關(guān)性差的8個(gè)被舍去。

（2）云和相應(yīng)的天氣現(xiàn)象成因分析。

人工觀測(cè)云和天氣現(xiàn)象中，人為主觀因素占很大一部分，在單站觀測(cè)記錄中常會(huì)出現(xiàn)看家云和看家天氣現(xiàn)象的觀測(cè)記錄出現(xiàn)，這種觀測(cè)記錄是必影響地面資料的真實(shí)性和使用性。要想避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，使觀測(cè)記錄能夠真實(shí)地反應(yīng)天氣實(shí)況，觀測(cè)員必須完全弄懂云天形成原理，不斷積累和總結(jié)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高觀測(cè)業(yè)務(wù)水平。從云的成因來看，形成云必備3個(gè)條件：一是空氣中有沖足的水汽;二是空氣中有足夠的凝結(jié)核;三是有能夠使該空氣上升達(dá)到凝結(jié)的足夠能量。有了能夠形成云的條件，能夠形成層狀云、波狀云、積狀云？屬于10屬云中那一屬？這就需要我們從氣象學(xué)的角度來分析。第一，層狀云。層狀云包括卷層云、高層云、雨層云和層云。這類云一般范圍較大且厚度比較均勻，云中氣流比較穩(wěn)定，上升下沉氣流較小，大氣層結(jié)較穩(wěn)定，是由于大范圍規(guī)則的上升運(yùn)動(dòng)形成的云。卷層云是由冰晶組成的，云中含水量較少，一般不產(chǎn)生降水;高層云和雨層云范圍大且厚度大，云中含水量充足再加上上升運(yùn)動(dòng)所攜帶的水分大多變成了降水落到地面，所以降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且變化小，只會(huì)產(chǎn)生普通降水;層云厚度較薄且云中含水量較少，所以一般只產(chǎn)生少量降水。第二，波狀云。波狀云包括卷積云、高積云和層積云。這類云大氣層結(jié)較穩(wěn)定，云中的上升速度可達(dá)每秒幾十厘米，云內(nèi)有一定量的對(duì)流現(xiàn)象產(chǎn)生，是由于大氣中存在著空氣密度和氣流速度不同的界面而引起的波動(dòng)形成的云。這種云一般厚度薄，只能產(chǎn)生少量普通降水。第三，積狀云。積狀云主要是淡積云、濃積云和積雨云，這類云的大氣層結(jié)很不穩(wěn)定，云內(nèi)對(duì)流強(qiáng)烈，特別是積雨云其云內(nèi)上升速度常可達(dá)到20～30m/s下沉速度?？蛇_(dá)到10～15m/s，且云內(nèi)亂流也十分強(qiáng)烈。這類云是由于空氣受到局部熱力、鋒面或山地動(dòng)力的強(qiáng)力抬生逐漸發(fā)展而成的，積雨云云中帶電。淡積云含水量少一般不產(chǎn)生降水，而濃積云和積雨云由于發(fā)展旺盛，云體水平范圍和垂直伸展尺度相近，水平范圍小，經(jīng)過某一地方時(shí)間短，降水起止突然，從而形成陣性降水，另一方面是積狀云中水滴的大小分布不均勻，在加上不同部位和不同時(shí)間升降氣流多變，從而形成陣性降水。

根據(jù)云和降水微物理學(xué)原理，云粒子增長(zhǎng)為降水粒子主要是通過碰并曾長(zhǎng)，碰并增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿υ蚴窃苾?nèi)的氣流對(duì)流。云內(nèi)對(duì)流速度大，云內(nèi)托距力就大，形成的降水粒子就大，反之，形成的降水粒子就小，在雷達(dá)回波中就對(duì)應(yīng)著不同的dBZ。層狀云中云內(nèi)的氣流對(duì)流速度小dBZ的變化范圍就小，波狀云中云內(nèi)的氣流對(duì)流速度中常dBZ的變化范圍就在中常范圍內(nèi)，積狀云中云內(nèi)的氣流對(duì)流速度大dBZ的變化范圍就大。因而，我們就不難從雷達(dá)回波圖中找出與云屬的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）根據(jù)不同云狀的歷史記錄以及對(duì)應(yīng)的徐州站點(diǎn)雷達(dá)回波圖分析它們之間對(duì)應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)雷達(dá)工作原理，只有含水量較高的、能夠產(chǎn)生降水的云才能夠在雷達(dá)中產(chǎn)生回波，符合上述條件的云有以下幾種：蔽光層積云、蔽光高積云、蔽光高層云、雨層云、積雨云，其中雨層云出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少，故未在表1中列出，它的雷達(dá)回波圖和蔽光高層云的相似，這時(shí)要結(jié)合當(dāng)時(shí)云的狀況和伴見的天氣現(xiàn)象綜合判斷是什么云，具體見表1。

（4）經(jīng)該站2006—2007年14時(shí)個(gè)例云狀與雷達(dá)回波對(duì)應(yīng)關(guān)系分析，總結(jié)結(jié)果具體見表2。表2中結(jié)論適用有雷達(dá)回波圖站臺(tái)觀測(cè)時(shí)參考。

（5）根據(jù)表2中內(nèi)容舉幾幅雷達(dá)回波事例如下。

①Sc云2006年5月1日14時(shí)，圖1為對(duì)應(yīng)的雷達(dá)回波變化范圍一般10～20dBZ，屬于低層一般穩(wěn)定的波狀云Sc云（零散的小片的波形圖）。

②Ac云2006年4月4日14時(shí)。圖2為對(duì)應(yīng)的雷達(dá)回波變化范圍大10～30dBZ，屬于中層較穩(wěn)定的波狀云Ac云（散片的零散的波形圖）。

③As云2006年11月25日14時(shí)。圖3為對(duì)應(yīng)的雷達(dá)回波變化范圍小15～25dBZ，屬于穩(wěn)定的層狀云As（連續(xù)的波形圖）。

④Cb云2007年8月2日14時(shí)。圖4為雷達(dá)回波變化范圍很大25～60dBZ，屬于對(duì)流云Cb云（大片的片狀的）。

（6）充分利用和開發(fā)新科技產(chǎn)品，將其應(yīng)用到實(shí)際工作中去，提高新設(shè)備的利用率，提高工作效率。根據(jù)以上分析，我們根據(jù)多普勒雷達(dá)回波資料進(jìn)行分析，再結(jié)合值班員的觀測(cè)知識(shí)，從而加準(zhǔn)確地判別云類，為氣象業(yè)務(wù)提供更加準(zhǔn)確的云天資料。

參考文獻(xiàn)

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