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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

高丽  潘佳文  蒋璐璐  翁之梅  
【摘要】:2019年3月21日一次长生命史超级单体导致浙江省中部多个县(市)降雹,为了研究超级单体得以长时间维持的环境背景及其云物理特征,利用常规资料以及宁波S波段双偏振雷达数据,结合粒子相态识别算法,对此次过程的演变进行了分析。结果表明:高空槽前、850 hPa切变线附近和地面冷锋为超级单体提供了合适的环流背景;风暴传播区域对流有效位能的增加、风暴承载层的平均风向与风暴移动方向相近、风速大、对流风暴沿地面假相当位温梯度大值区向东传播及沿海强垂直风切变,导致中气旋旋转速度和旋转厚度的增加,这些都是对流风暴长时间维持的原因。通过此次降雹单体风暴结构分析发现:整个生命史对流发展非常旺盛,最大反射率维持在60 dBz以上,风暴顶维持在8 km以上,风暴质心高度出现的三次明显波动,对应三次降雹过程。垂直累积液态含水量(VIL)跃增量虽不及传统指标,但结合垂直累积液态含水量密度(VILD)、VIL最大值及最大反射率因子大值区,对冰雹业务预报有指示作用。通过降雹单体双偏振特征分析发现:冰雹下落过程中的翻滚现象,导致差分反射率(Z_(dr))值接近0 dB,水平和垂直偏振波差异导致三体散射特征(TBSS)根部Z_(dr)大值区的出现;冰雹降落融化产生的外包水膜现象,使其Z_(dr)值增大,相关系数(CC)值减小;通过偏振参数Z_(dr)和CC特征,有助于识别高空大冰雹;超级单体的有界弱回波区(BWER)附近的Z_(dr)柱不仅可指示上升运动,同时对降雹单体不同的成长阶段具有指示作用。

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