雷暴产生原理、雷达回波
大连地区雷暴大风探空资料和雷达回波特征分析
大连地区雷暴大风探空资料和雷达回波特征分析刘晓初;李潇潇;李燕;李雪松;黄振【摘要】利用加密自动站、探空、天气雷达等资料对2011-2016年5-9月大连地区的16个雷暴大风过程进行研究,分析了雷暴大风发生前的探空特征、雷达回波演变特征以及雷达产品识别指标.结果表明,按照雷达回波形态演变,将雷暴大风划分为低层径向速度大值区、单体型和弓状型3种类型,影响大连地区最多的是低层径向速度大值区型雷暴大风.探空资料方面,单体型和弓状型雷暴大风发生前均显示一定程度的层结不稳定和中等强度对流有效位能,尤其是低层充沛的水汽条件;单体型和弓状型大风均产生在中等强度垂直风切变条件下.3种类型大风的雷达产品特征有一定差异.对单体型雷暴大风的预警难度较大,对弓状型雷暴大风可以做到提前1 h以内的预警.%Using the data of encrypted automaticstation,sounding,weather radar and so on,16 thunderstorm gales were studied in Dalian area from May to September during 2011-2016.The characteristics of sounding,radar echo evolution and radar product identification index were analyzed before thunderstorm gale.The results showed that the thunderstorm gales were divided into three types: the low-elevation radial velocity high value region,the haplotype and the arcuate type according to the radar echo evolution.The low-level radial velocity high value region type was most frequently observed in Dalian area.In the case of sounding data,both the haplotype and arcuate thunderstorm gale showed a certain degree stratified instability and moderate intensity convective potential energy,especially the abundant water vapor conditions in the lower layer.The haplotype and arcuate galewere produced under moderate-intensity vertical wind shear conditions.There were some differences in the characteristics of the radar products of the three types of winds.The warning of haplotype thunderstorm gale was more difficult,the arcuate thunderstorm gale could be done within one hour ahead of the warning.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】6页(P176-181)【关键词】雷暴大风;探空资料;雷达回波;雷达产品;大连地区【作者】刘晓初;李潇潇;李燕;李雪松;黄振【作者单位】辽宁省大连市气象台,辽宁大连 116001;辽宁省大连市气象台,辽宁大连 116001;辽宁省大连市气象台,辽宁大连 116001;辽宁省大连市气象台,辽宁大连116001;辽宁省大连市金州新区气象局,辽宁大连 116001【正文语种】中文【中图分类】S165雷暴大风是由对流风暴产生的龙卷以外的地面直线型大风，风速≥17 m/s[1-2]。
多普勒天气雷达原理与应用4-强对流风暴及其雷达回波特征
2004年 2004年4月22日冷空气爆发（合肥雷达） 22日冷空气爆发 合肥雷达） 日冷空气爆发（
Examples - nontopographic
Ongoing MCS
Frontal boundary
Convective storm outflow boundaries
Organized or disorganized?
中气旋模拟图及实例
中气旋模型 -蓝金组合涡旋
对于识别中气旋，最好使用风暴相对速度图（右）而 对于识别中气旋，最好使用风暴相对速度图（ 不是基速度图（ 不是基速度图（左）。
超级单体风暴的分类
• 经典超级单体风暴 • 强降水超级单体风暴 • 弱降水超级单体风暴
经典超级单体
Classic Supercells
垂直风廓线及其对对流风暴的作用
垂直风切变、 垂直风切变、切变矢量和速度矢图
垂直风切变是指水 平方向的风速随高度 的变化。 的变化 。 在给定的层 次中， 次中 ， 切变风矢指的 是高层和底层风矢量 之差， 之差 ， 切变风矢可以 在所有风场资料层上 绘出。 绘出 。 速度矢图是由 切变风矢组成的。 切变风矢组成的。
对流有效位能CAPE 对流有效位能CAPE
对流有效位能CAPE 对流有效位能CAPE
指气块在给定环境中绝热上升时的正浮力 所产生的能量的垂直积分， 所产生的能量的垂直积分，是风暴潜在强度的 一个重要指标。 logP图上 CAPE正比于 图上， 一个重要指标。在T-logP图上，CAPE正比于 气块上升曲线（状态曲线） 气块上升曲线（状态曲线）和环境温度曲线 层结曲线）从自由对流高度（LFC） （层结曲线）从自由对流高度（LFC）至平衡 高度（EL）所围成的区域的面积。 高度（EL）所围成的区域的面积。 CAPE数值的增大表示上升气流强度及对流 CAPE数值的增大表示上升气流强度及对流 发展的潜势增加 。
雷暴的形成以及对飞行的影响
雷暴的形成以及对飞行的影响摘要：雷暴是指伴有雷鸣和闪电的强对流性天气系统它一方面是春末和夏季许多地区主要的降水源另一方面在全球范围内每年都要造成重大的人员和财产损失。
搭乘飞机出行已经是很普遍的事，然而雷暴天气会给飞行带来严重的危害。
雷暴发生和发展机制与条件的研究，能让飞行更好的避免雷暴带来的伤害。
关键词：雷暴飞行冰雹雷击灾害雷暴是一种灾害性天气，强雷暴常伴随大风、大雨或冰雹，它不仅直接影响人类的生活，雷击还可造成伤亡、引起火灾、建筑物倒塌、电子设备还能被感应雷损坏等。
因此天气预报的分析和工业、农业、计算机网络等都离不开准确的雷暴资料。
1 雷暴的形成条件由对流旺盛的积雨云引起的,伴有电闪雷鸣的局地风暴,称为雷暴。
雷暴是由强烈的积雨云产生的,形成强烈的积雨云需要三个条件:(1)生厚而明显的不稳定气层。
(2)充沛的水汽。
(3)足够的冲击力。
我国雷暴天气多出现在夏季和秋季，南方多于北方，我国南方偶有冬季出现，山区多于平原。
根据不同的大气条件和地形条件一般将雷暴分为热雷暴锋雷暴和地形雷暴三大类1.1 热雷暴主要是由于局地强烈受热，使地面迅速增温，在大尺度天气系统比较弱的情况下，由近地面气层的超绝热层结形成而发展成的热雷暴多发生在炎热季节的午后到傍晚，云的演变一般为淡积云浓积云积雨云1.2 锋雷暴主要是冷气团和暖气团相遇，冷空气排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，使那个地方的天气发生急剧地变化锋根据冷暖空气流动的情况分暖锋雷暴和冷锋雷暴且以冷锋雷暴为主，冷锋的冲击力量锋前暖湿空气的状态直接决定冷锋雷暴生成与否如果观测到了系统云钩卷云，一般预示着天气将要变化，可能产生锋面雷暴1.3 地形雷暴在山岭地区特别容易产生雷雨当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云；但到了山背风的那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。
2雷暴来临时气象要素的变化特征2.1 气温变化雷暴产生之前，测站一般被暖湿空气所盘踞，所以常会感到闷热；雷暴发生时，积雨云中下沉的冷空气代替了原来的暖湿空气，所以温度骤然降低夏季，一次强的雷暴过程常可使气温下降10 以上；随着雷暴远离测站，降水结束，气温又慢慢开始回升。
一次强对流天气雷达回波分析
一次强对流天气雷达回波分析一、引言强对流天气是一种特殊的天气现象，其常伴随着暴雨、雷电、龙卷风等极端气象事件。
这些极端天气现象可能会给人民生命和财产带来重大威胁，因此强对流天气的警报和监测非常重要。
雷达是一种有效的气象监测工具，可以用于监测强对流天气的发生和发展，提供准确的预警信息。
本文将对强对流天气雷达回波分析的基本原理、技术方法和应用进行探讨，并结合实例进行分析。
二、强对流天气雷达回波的基本原理雷达回波是指雷达向大气中发射电磁波，当遇上雨滴、冰晶等介质时，会被反射回来并被雷达接收器接收到的信号。
雷达回波信号强度与回波信号的反射系数、降雨量、降雨密度、雷达波长和雨滴粒径等参数有关。
由于强对流天气的特殊性质，其回波信号在雷达接收端的表现较为突出，常常具有以下特征：1.回波强度突然增加。
2.回波垂直延伸范围大。
3.回波内深层反射面清晰。
4.回波内存在尖点或闪电现象。
5.回波呈现出多层回波结构。
三、强对流天气雷达回波分析的技术方法对于雷达回波信号的分析，目的是为了确定天气现象的类型、强度和轨迹，为预测和预警提供数据。
在强对流天气中，雷达回波的分析需要采用一些特殊的技术方法。
例如：1.雷达图像识别技术。
该技术基于雷达回波的分布图像，在灰度共生矩阵、纹理特征、图像熵等基础上，通过模板识别和分类算法来识别飑线、旋转风暴、高尺度回波等强对流天气类型。
2.反射率图解析技术。
该技术是指利用雷达返回强度与事先设定的标准强度比较，将雷达回波划分为几个等级。
通过比较反射率的大小，可以判断强对流天气的类型和强度。
3.体扫雷达技术。
体扫雷达是指利用雷达扫描一定方位角之间的所有角度，获取雷达回波立体数据的技术。
通过对立体数据的分析，可以获取强对流天气的三维体积信息，相对于面扫雷达有更好的预测能力。
四、强对流天气雷达回波分析的应用强对流天气雷达回波分析可以为天气预测、防灾减灾等方面提供有效的数据和技术支持。
例如：1.预警预报。
华东一次极端冰雹天气过程雷达回波特征的比较分析
华东一次极端冰雹天气过程雷达回波特征的比较分析华东一次极端冰雹天气过程雷达回波特征的比较分析近年来，我国华东地区频繁发生冰雹天气，给农业和人民生活带来了严重损失。
因此，研究华东地区极端冰雹天气过程的雷达回波特征，对于准确预测和及时预警冰雹天气具有重要意义。
本次分析选取了华东地区一次极端冰雹天气过程，通过对雷达回波特征进行比较分析，旨在揭示该过程的形成机制和演变规律。
该次冰雹天气过程发生在华东地区的夏季，起初是一次普通的雷暴过程，但随着气象条件的变化，该次过程逐渐发展成为一次极端冰雹天气过程。
首先，我们对过程期间的雷达回波进行了时序变化的比较分析。
根据雷达回波的强度和空间分布特点，将其分为四个阶段：初始阶段、发展阶段、成熟阶段和消散阶段。
初始阶段雷达回波呈现为散落的弱回波，发展阶段雷达回波强度迅速增加，回波区域逐渐增大，开始形成冰雹核心。
进入成熟阶段后，雷达回波强度达到最大值，体量逐渐扩大，形成了明显的冰雹带。
最后，在消散阶段，雷达回波逐渐减弱，体量逐渐减小，逐渐消散。
其次，我们对过程期间雷达回波的空间分布特征进行了比较。
根据雷达回波在空间上的分布来看，初始阶段的雷达回波呈现为点状分布，发展阶段的雷达回波呈现为片状分布，成熟阶段的雷达回波则呈现为带状分布。
这种空间分布特征说明，在发展阶段和成熟阶段，冰雹活动比较活跃，雷达回波的空间分布相对较广。
最后，我们对过程期间雷达回波的降水特征进行了比较。
根据雷达回波的强度和降水类型来看，初始阶段的雷达回波主要是对流性降水，随着过程的发展，雷达回波的强度和降水类型逐渐变化，表现出对流性冰雹、对流性暴雨和冰雹为主的降水特征。
特别是在成熟阶段，雷达回波的强度达到最大，降水类型以冰雹为主。
综上所述，通过对华东一次极端冰雹天气过程的雷达回波特征进行比较分析，我们可以得出以下结论：冰雹天气过程的雷达回波特征随着时间和空间的变化而变化，分别呈现出初始阶段弱散回波、发展阶段强片回波、成熟阶段带状回波和消散阶段逐渐减弱的特征。
说明超级单体风暴的回波特征和形成的环境条件
说明超级单体风暴的回波特征和形成的环境条件超级单体风暴是指具有强烈的降水、雷电、大风等现象的强烈对流天气系统，通常形成于高温高湿的环境中。
其回波特征和形成的环境条件如下：一、回波特征1. 高反射率回波：超级单体风暴具有非常强烈的对流活动，导致其回波反射率非常高。
在雷达上表现为亮度非常强烈的红色或紫色区域。
2. 强度变化快：超级单体风暴的对流活动非常剧烈，导致其回波强度变化非常快。
在雷达上表现为回波面积迅速扩大或缩小。
3. 高层次结构：超级单体风暴通常具有明显的高层次结构，即在较高的高度上形成了类似于漏斗状或锥形的结构。
这种结构通常是由于强大的上升气流和下沉气流相互作用而形成。
二、环境条件1. 高温高湿：超级单体风暴通常发生在温度较高、湿度较大的环境中。
这种环境有利于形成强烈的对流活动。
2. 大气不稳定：超级单体风暴需要大气不稳定才能形成。
这种不稳定通常是由于温度和湿度在垂直方向上的变化引起的。
3. 强大的垂直风切变：超级单体风暴需要强大的垂直风切变才能形成。
这种风切变可以促进对流气流的旋转，从而增加了超级单体风暴形成的可能性。
4. 其他因素：除了以上三个因素外，还有其他一些因素也可能会影响超级单体风暴的形成，如地形、大气波动等。
总之，超级单体风暴是一种非常强烈的天气系统，具有高反射率回波、强度变化快、高层次结构等特征。
其形成需要高温高湿、大气不稳定、强大的垂直风切变等环境条件。
对于预测和防范此类天气系统，我们需要密切关注以上环境条件，并及时采取相应措施。
雷暴系统中闪电活动及其与雷达回波之间的关系
雷暴系统中闪电活动及其与雷达回波之间的关系雷暴系统中往往伴随着闪电的发生发展，雷暴出现时必有强烈的积雨云活动,往往有阵雨、冰雹、大风、龙卷风等伴生。
产生雷暴的积雨云称雷雨云.闪电頻率指示着雷暴的强弱，雷达回波强度达到一定强度后和闪电有很好的对应关系，回波越强闪电的密度越大.本文主要分析了1998年至2013年共16年间青藏高原、青藏高原东麓、中国东部地区以及中国境内海洋中雷暴的统计资料。
通过对四个区域雷暴的月变化、日变化的对比，确定不同下垫面条件下雷暴的差异。
通过分析闪电频率与雷达回波和极化修正温度的关系来判断闪电频率与对流强度的对应关系，为天气预报做出指示。
关键词：雷暴；闪电频率；雷达回波；极化修正温度引言一、研究目的及范围雷暴（Thunderstorms）是伴有雷击和闪电的局地对流性天气，雷暴是一种中小尺度的强对流天气系统。
闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。
雷达经由天线发射出去，遇到障碍物会有波形反射回来，成为雷达回波。
雷达回波强度"dBZ"可用来估算降雨和降雪强度及预测诸如冰雹、大风等灾害性天气出现的可能性。
一般地说，它的值越大降雨、降雪可能性越大，强度也越强，当它的值大于或等于40dBZ时，出现雷雨天气的可能性较大，当它的值在45dBZ或以上时，出现暴雨、冰雹、大风等强对流天气的可能性较大。
当然，判断具体出现什么天气出现时，除了回波强度（dBZ）外，还要综合考虑回波高度、回波的面积、回波移动的速度、方向以及演变情况等因素。
本文主要研究北20°~35°N,75~135°E从1998年至2013年共16年间雷暴中的闪电活动与雷达回波之间的关系从而反应出闪电与对流强度的关系，为判定降水提供依据。
二、数据来源1997 年发射升空的热带测雨卫星为研究热带地区全球尺度上和区域尺度上降水提供了重要手段。
一次雷暴天气中闪电和雷达回波的关系分析
一次雷暴天气中闪电和雷达回波的关系分析李亚琴李紫玉冉田子（阜阳市气象局，安徽阜阳236000）摘要：利用安徽省闪电定位仪的数据资料和阜阳市多普勒雷达资料，对2018年5月16日发生在安徽阜阳、亳州地区的一次雷暴天气过程的闪电演变和雷达回波特征进行了综合分析。
结果显示，闪电过程中负闪频数远大于正闪频数数，平均强度值正闪大于负闪。
回波越强，闪电的频数越高，闪电的强度也就越大，负闪的频次和雷达回波强度45dBz以上的对应性更好，而正闪的频次及强度和雷达回波强度55dBz以上的对应性更好。
关键词：雷暴；雷达回波；闪电频数；闪电强度中图分类号P446文献标识码A文章编号1007-7731（2021）24-0119-02闪电是伴随强雷暴天气过程而产生的，发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象［1-2］。
随着我国社会经济的发展和现代化水平的提高，特别是由于信息技术的快速发展，雷电灾害的危害程度和造成的经济损失及社会影响力越来越大［3］，我国对雷电的预报预警也越发重视。
李南等［4］对2001—2004年发生在安徽省的3次强降水天气过程的闪电与雷达回波特征进行了相关性分析，发现闪电发生的集中位置与强回波位置一致。
才奎志等［5］对2008年发生在辽宁西部的一次雷暴过程进行了雷达回波与闪电演变的综合分析，得出大于45dBz的雷达回波与闪电具有良好的对应关系；杨超等［6-8］研究认为，地闪多发生于雷暴云中回波强度大于40dBz且回波强度梯度较大的区域。
本文分析了阜阳地区一次强雷暴过程中的闪电演变，研究闪电的频数与强度的相互关系以及雷达回波的特征，以期为雷电预警预报提供科学依据。
1天气背景与资料来源2018年5月16日受前倾槽的影响，阜阳地区出现了雷暴大风、短时强降水和局地冰雹等强对流天气，此次过程因大风折断树木砸倒房屋，致使1人受伤，抢救无效后死亡。
9个乡镇遭受风雹灾袭击，并伴有10级左右大风，持续时间长达1h左右。
雷暴的概念及形成原理
雷暴的概念及形成原理雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。
它产生在强烈发展的积雨云中，伴有强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷。
产生雷暴的积雨云，称做雷暴云。
【雷暴发生的条件】雷暴会在大气不稳定时发生，并且会制造大量的雨水或冰晶。
通常其发生有三种特定情况：➢地球大气层低空带的湿度很高，这可以由露点温度观察得到➢高空与低空的温度差异极大，亦即是气温递减率极大➢冷锋（使暖气团抬升）受到外力的逼迫而汇聚PS：阻挡层是指温度递减率很小、等温或逆温的气层。
又称：稳定层、等温层、逆温层，还常称“暖盖”。
作用：①限制、抑制对流的发展；②积聚不稳定能量，使积聚的不稳定能量集中释放。
【雷暴的分类】根据冲击力可以将雷暴分为：热雷暴、地形雷暴、天气系统雷暴（锋面雷暴、冷涡雷暴、空中槽和切变线雷暴、副热带高压(太高)西部雷暴）➢地形雷暴：它是暖湿不稳定空气在山脉迎风坡被强迫抬升而形成的雷暴。
在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云；但到了山肪背风的那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。
特别是在滨海的山岳地带，近海的一面山坡上便常易有雷雨发生，这是由于海风潮气特重的缘故。
➢热雷暴：因热力抬升作用而形成，多发生在单一气团内部。
常常出现在大陆夏季闷热、无风和晴朗的夏天的午后。
➢锋面雷暴：在两个大的气团移动的界面上，也就是在冷气团和暖气团相遇的锋面上发展起来的雷暴。
这时冷空气总在暖空气下面，排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，于是引起当地的天气的急剧变化。
冷锋、暖锋、静止锋上都可产生雷暴，但以冷锋雷暴出现最多,强度也较强，而暖锋雷暴较少。
【雷暴的生命周期】雷暴的生命周期有三个阶段，分别是积云阶段、成熟阶段及消亡阶段。
➢积云阶段：云较四周的空气暖和，因此云内部的空气加速向上升，并很快升到温度远低于凝点的高度。
所以四周大量的小水点、冰晶或雪片向云内汇聚，这时只有不断增强的上升气流而没有下降气流。
一次致灾雷暴过程的闪电雷达回波特征分析
１ ：０ １ ：Ｏ 雷 达 回波 强度 ５ ～ ５ Ｂ ， 回波 由多 个 对 流 单 体 构 成 ， 构 比较 松 散 ， 高 大 于 １ ． ｍ， 向 速 ４。— ５０ ， ０ ５ｄ ｚ 主 结 云 ２ ８ｋ 径
度 有 明 显 的 风 向切 变 ， 态 水 含 量 比上 午 偏 大 ， ２ ～ ３ ｇ ｍ 。雷 电 密 集 区 与 强 对 流 回波 带 相 对 应 ， 电 密 集 区 液 为 ５ ０ｋ ／ 雷
摘要
利 用 雷 电监 测 预警 网 、 多普 勒雷 达 、 域 自动 站 降水 同步 资料 ， ２ ０ 区 对 ０ ９年 ７月 ６ 日发 生 在 秦 皇 岛 市 的一 次 大
面 积 致 灾 雷 电 、 雨 天 气 ， 行 了详 细 分 析 。结 果 表 明 ： 次 致 灾 雷 电 过 程 以 负 地 闪 为 主 ， 电 出 现 频 率 最 大 为 暴 进 本 闪 ７ ２次 ／ 。闪 电放 电轨 迹 分 布特 征 呈 西 北 一 东 南 分 布 ， 北 向 南 移 动 ， 电 出 现 频 率 最 大 时 ， 小 时 降 水 量 超 过 １ ｈ 由 闪 每 １ ０ｍｍ， 电发 生 频 率 与 降水 强 度 同 步 。本 次 致 灾 雷 电 暴 雨 天 气 是 两 个 不 同 时 段 Ｂ中尺 度 对 流 云 团造 成 的 ， 雷 ０ 闪 其 达 回波 结 构 及 物 理 量 有 明 显 差 异 ，６ Ｏ 一 Ｏ ：Ｏ 雷 达 回波 强 度 ４ ～ ５ Ｂ ， 回 波 结 构 紧 密 ， 高 大 于 １ ． ｍ， Ｏ ：０ ７ Ｏ ， ５ ０ｄ ｚ 主 云 ０ ５ｋ 径 向速 度 图上 有 明显 的逆 风 区 ， 层 有 较 强 辐合 区 ， 体 内 存 在 强 烈 的 涡 旋 上 升 运 动 ， 态 水 含 量 ２ ～ ２ ｇ ｍ ； 低 云 液 Ｏ ５ｋ ／ 。
雷暴天气下的运行与雷达使用
成熟阶段： 积雨云阶段，其特征是开始产生降水雷达回波及地， 云体中出现下降气流，但在下沉气流的上方，上升气流 仍贯穿云体。云顶亮温低于-20 ºC，一般认为温度层0 ºC 到-20 ºC之间的区域主要由过冷水滴、雪花和冰晶组成 ，而冰晶是从-10 ºC开始出现并随高度逐渐增多。 在有冰晶和过冷却水滴共存的云中由于冰面的饱和 水汽压比过冷却水面的饱和水汽压小，水分子不断由水 滴向冰晶上转移，这种由于冰水共存引起冰水间的水汽 转移的作用称为冰晶效应，冰晶则因凝华而增大，当上 升气流托不住的时候就脱离气团形成降水，这也是降水 的重要理论之一。同时由于过冷水大量冻结而释放潜热 加热周围的空气形成暖心（warm core）,使云顶突然向 上发展，云顶到达平流层下层后向水平方向铺展，于是 形成了云砧 ,这一阶段持续约15 ～ 30min。
地形雷暴
由于地形关系，某些地区特别容易产生雷雨。 例如在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上 升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到 一定高度变冷而形成雷云；但到了山肪背风的 那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消 散或减弱。
系统雷暴
由于系统性天气引起的雷暴。 这种系统性天气主要包括锋面、低涡、高空槽 和切变线以及热带气旋等。
风切变
表现形式 水平风的垂直切变 水平风的水平切变 垂直风的切变 顺风切变 逆风切变 垂直切变
雷达回波分析规范讲解
分析说明
弓状回波：雷达反射率因子图像上，强回波水平分布为 弓形，与冰雹、下击暴流、雷雨大风密切相关。
雷达回波分析规范
雷达回波分析规范
分析说明
钩状回波：强单体右后侧有钩型或强单体呈鸟型等特征， 是判断超级单体风暴的一个重要特征。
雷达回波分析规范
分析说明
飑线回波：由对流回波带、弱层状云降水回波组成。对 流回波带有多个强单体排列、强度强、梯度大的特征， 与冰雹、下击暴流、雷雨大风密切相关。
雷达回波分析规范
分析说明
阵风锋回波：雷暴单体移动的前方或周围，呈弧状分布， 回波强度10～35dBz，远离雷暴移动。与老雷暴的衰亡、 新雷暴的形成有密切关系。
雷达回波分析规范பைடு நூலகம்
分析说明
涡旋回波：混合性降水，多条对流回波带气旋式卷 入到涡旋中心。
2.4 雷达回波分析规范
分析说明
逗点涡旋回波：混合性降水，多条对流回波带气旋式卷入 到涡旋中心，冷锋附近有明显的对流回波带，涡旋中心右 侧有弱回波区。
雷达回波分析规范
分析说明
入流急流：1.5°（或2.4°）速度图产品，最大径向风
速大于20m.s-1。入流急流与弓状回波后部下沉气流强度
有关，间接反映了雷雨大风强度。
雷达回波分析规范
分析说明
低空急流：1.5°(或2.4°)速度图产品，经过雷达站有 牛眼结构，最大径向风速大于12m.s-1。低空急流是暖湿 空气输送带，具有显著热力、动力天气学性质，与暴雨 强对流有密切关
暴雨
冰雹
雷达回波分析规范
分析说明
辐合线：0.5°（或1.5°）速度图产品，有正负速度辐 合、且长度大于50km，有“0”速度带突然转向特征。锋 面由两种性质不同的气团交汇形成，是触发暴雨强对流 天气
多普勒天气雷达原理与应用4强对流风暴及其雷达回波特征
CL supercell - rear flank
A supercell storm
0.5 1.5
3.5 4.3
长沙（上）和常德（下）雷达径向速度图
经典超级单体例子3
2007年7月27日反中气旋超级单体（常德SB雷达）
2007年7月27日反中气旋超级单体（常德SB雷达）
与强降水（HP）超级单体风暴相伴随的强天气有破坏 性大风、各种级别的龙卷、冰雹、下击暴流和暴洪等。
强 降 水 超 级 单 体 风 暴 两 种percell - front flank
Classic Supercells
Supercell airflow model
Lemon & Doswell, 1979
SUPERCELL
• The WER
– Is the region of weak echo beneath the sloping echo overhang (> 45 dBZ)
强降水超级单体例子2
强降水超级单体例子2
宽广的钩状、逗点状和螺旋状的回波表明强降水包裹 着中气旋。 前侧V型槽口回波表明强的入流气流进入上升气流（ 低层WER或BWER位置之上）。 后侧V型槽口回波表明强的下沉气流，并有可能引起 破坏性大风（可能的后侧下沉气流或后侧入流急流）。
而当环境气流较弱时，风暴 运动主要取决于传播。
7 中气旋与超级单体风暴
• 中气旋 • 超级单体风暴的分类
中气旋定义
中气旋是指尺度小于10km的涡旋，满足或超过 一定的旋转（切变） 、垂直伸展和持续性判据。
定义1：垂直涡度大于等于10-2s-1，垂直伸展超 过风暴垂直尺度的1/3，持续2个体扫。
定义2：将中气旋分为弱、中、强三个等级， 旋转速度的要求如图所示，其他要求同上。
雷暴产生的原理
雷暴产生的原理雷暴是一种气象现象，指的是大气中强烈的电荷积累和释放过程。
雷电的产生与云层中的带电粒子、空气的云雾中水滴的形成、冰晶的碰撞等多种因素有关。
接下来，我将从云层形成、水滴形成、带电粒子的产生、碰撞以及电荷分离和释放等几个方面，详细说明雷暴产生的原理。
首先，雷暴产生的基础是云层的形成。
云层是由水滴或冰晶组成的气象现象。
当大气中的水汽饱和并降低温度时，水汽会凝结成微小的水滴或冰晶，这些微小的粒子聚集在一起形成云层。
云层通常分为低云、中云和高云等不同类型。
雷暴一般形成于高积云或层状云中。
其次，水滴形成是雷暴产生的重要因素之一。
在云层中，水汽凝结成水滴时会释放大量的潜热，使云层内的空气变暖，这使得云层内上升气流产生，并且云层逐渐增大。
同时，在云层中还存在冰晶，因为高层云层通常温度较低，超过了水以液态存在的温度，因此水汽首先凝结成微小的冰晶，然后在冰晶周围形成水滴。
此外，带电粒子的产生也是雷暴产生的重要因素之一。
带电粒子通常指的是在云层中飘浮的冰晶或水滴。
在云层中，冰晶和水滴会受到空气中的运动而发生碰撞，碰撞使得冰晶和水滴之间的电子和离子发生转移，从而形成带电粒子。
这些带电粒子可以是正电荷，也可以是负电荷，它们分别被称为正离子和负离子。
随后，带电粒子的碰撞也是雷暴产生的关键环节。
在云层中，带电粒子会随着上升气流的运动，逐渐聚集在一起，形成带电区域。
由于带电区域中带电粒子的数量较多，相互之间的碰撞频繁，从而导致带电粒子携带的电荷逐渐增多。
最后，电荷的分离和释放是雷暴产生的最核心过程。
在云层中，带电区域中的电荷逐渐增多，导致云层整体上带有较大的电荷。
然而，云层也和地面之间存在电势差，这种电势差会促使云层中的正离子和负离子分别向云底和云顶方向移动，引起电荷的分离。
当电势差足够大时，一种称为“闪电”的现象出现。
闪电是气态导体，在大气中以极高速度传导电流，并且释放大量的能量，形成明亮的光和响亮的声音。
总而言之，雷暴的产生与云层的形成、水滴的形成、带电粒子的产生与碰撞以及电荷的分离和释放等多种因素息息相关。
打雷是什么反射原理的应用
打雷是什么反射原理的应用什么是雷电雷电是大气中形成的一种自然现象，主要由云层内部的水蒸气与冰晶之间的相互作用所导致。
当云层内部的冰晶和水蒸气分子发生碰撞、磨擦时，会产生静电荷，并且会导致云与地面之间形成电势差。
当电场强度达到一定程度时，就会发生大气放电，即我们常说的闪电。
打雷的反射原理打雷是通过声波在空气中的传播而产生的。
当闪电发生时，电流迅速流动，电子碰撞空气分子产生的能量以声波形式释放出来，形成声波。
声波的传播速度相对于光速来说较慢，因此当我们听到雷声时，实际上是先看到闪电，然后由于光速较快，雷声需要经过更长的时间才能传播到观察者的位置。
打雷的反射原理可以用以下步骤来描述： 1. 云层中形成电荷差，导致电场强度增加。
2. 云层中的电荷开始放电，并形成闪电。
3. 闪电产生的光速非常快，几乎是瞬间到达观察者的位置。
4. 响应闪电产生的声波需要相对较长的时间才能传播到观察者的位置，形成雷声。
打雷的应用打雷这一自然现象在生活中具有一定的应用和影响。
以下是打雷应用的几个方面：1. 科学研究打雷现象对于天气科学研究起到了重要的作用。
通过对打雷过程的分析，科学家能够研究云层中的电场变化、电流流动等现象，进一步理解云层的形成和演化过程。
此外，还可以通过研究打雷的频率、时长等因素，对天气状况进行预测和分析。
2. 雷电保护由于雷电会产生强大的电流和电压，对人类和设备的安全构成威胁。
因此，雷电保护设备和技术被广泛应用于各种建筑、通信设施、电力设备等场所。
这些设备能够通过导电材料和接地系统将雷电产生的电荷分散和引导，以减少雷电对目标的伤害。
3. 雷暴观测和预警雷暴是指大气中形成的一系列云层电荷变化和放电现象。
通过对雷暴的观测和分析，可以及时预警雷暴天气，为人们的生活和安全提供保障。
雷暴观测站和雷达技术可以监测雷电的频率、强度和降水量，从而提前发布雷暴预警信息，帮助人们做好防范措施。
4. 电气工程打雷过程中产生的闪电和雷电会对电气设备和电力系统造成损坏。
雷暴产生原理、雷达回波
二、内部结构分类 1、普通单体雷暴 single cell 2、超级单体雷暴 super cell 3、多单体雷暴 mult－cell 4、飑线雷暴 squall line
普通雷暴生命史 Air mass storm ——Single cell （水平5－10km，垂直12km，1小时。）
1、积云阶段cumulus： 持续上升气流。云中温度高。 The cumulus stage is characterized by continuous updrafts. 2、成熟阶段mature： 上升更强，倾斜。湍流十分强烈。 降水。飑锋（气温聚降、气压急升、风向突变、阵性大风 降水）。 闪电。Lightning is always associated with thunderstorms. Wind shear areas can be found on all sides of a thunderstorm, as well as directly under it. Thunderstorms reach the greatest intensity during the mature stage, which is signaled by the beginning of precipitation at the surface. 3、消散阶段dissipating：下降气流为主。丝缕云砧。Anvil shape A dissipating thunderstorm is characterized by predominant downdrafts.
（雷暴的抬升冲击力有 热雷暴 地形雷暴 天气系统雷暴）
第二节 雷暴生命史 第三节 雷暴的种类classify
一、形成系统分类 1、气团雷暴 Air mass storm 2、强雷暴 Severe storm：
第三节强风暴的雷达回波特征
第三节强风暴的雷达回波特征如前所述，对流风暴可以分为以下四类：1)普通单体风暴；2)多单体风暴；3)飑线；4)超级单体风暴。
前三类风暴既可以是强风暴，也可以是非强风暴。
而第四类风暴一律是强风暴。
对流风暴的组织程度和强度与环境风的垂直切变有很密切的关系。
在弱的垂直风切变条件下，对流风暴的组织性一般较差，其中强风暴只有"脉冲"风暴一种；在中等到强的风垂直切变条件下，对流风暴常常具有很好的组织性，强风暴的类型有多单体风暴、超级单体风暴和飑线。
1 弱垂直风切变环境中的强风暴——脉冲风暴的雷达回波特征脉冲风暴是发展迅速的强风暴，它产生于弱的垂直风切变环境中，同时环境具有较厚的低层湿层和高度的垂直不稳定性。
脉冲风暴尽管具有单个单体的特征，但是很少以真正单个单体形式出现。
强脉冲单体通常是在结构松散的多单体风暴中几个演变单体中的一个。
强脉冲单体产生的强天气通常局限于生命史较短(约5～15min)的下击暴流、冰雹(直径通常小于2.5cm)以及弱的(如非超级单体)龙卷，强烈的微下击暴流和大冰雹偶尔也会出现。
虽然脉冲单体通常是短命的，但其母风暴可以维持1～2h。
脉冲风暴的回波结构有三个特点：1)初始回波出现的高度，一般在6～9 km之间；2)强回波中心值一般大于50dBz；3)强中心所在的高度也较高，一般在-10℃等温线的高度左右。
这与弱垂直风切变环境下非强的对流单体的回波结构形成鲜明的对照。
上面回波强度特征表明云中的上升气流很强，而且上升气流的上面存在水分累积区。
这对云中的冰雹生长是很重要的。
多普勒天气雷达回波速度场中可分辨出的特征包括风暴顶的强辐散气流，云底附近或其以上的强辐合气流。
如果脉冲风暴能产生下击暴流，那么近地面强辐散信号对应于地面的强风。
通常，中层(2～7 km)强辐合与近地面强外流气流有关，而且，近地面最强外流气流的位置常常在中层最强辐合中心的下方。
由于脉冲风暴所诱发的强天气过程是快速爆发的(5～15 min)，因此，即便探测到近地面的气流辐散信号，也很难对脉冲风暴发出有效警报。
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暖锋雷暴
特点：暖锋雷暴在我国较为少见。 在850hPa或700hPa上有切变线配合时，暖锋上 才 比较容易出现雷暴；锋面气旋中的暖锋，由于有气 旋的配合，也比较容易产生雷暴。 暖锋雷暴云的主体常常被浓密的层状云遮蔽，底部与 雨层云混在一起，因而在云中和云下飞行不易发现。 但在层状云上部飞行时由于雷暴云常能穿越层状云 而屹立于云海之上，所以从较远处就能看到它
雷暴消散阶段
上升气流与 下沉气流相 抵消，无明 显的强烈气 流，也无新 生对流单体 形成，对流 云逐渐消散
Figure 8-2. A typical airmass thunderstorm consists of three stages – cumulus, mature, and dissipating.Βιβλιοθήκη Knot＝ 节 ＝ 哩/小时
Rotating wind speeds vary from 110 to 200 MPH .
Funnel cloud :漏斗云，tornado: 龙卷风，waterspout：海龙卷
范围小、生消迅速、有时伴随大雨、雷电或冰雹。破坏力极强的小尺度涡旋。
雷暴引起的强降水对飞行的影响
雷暴积云阶段
•
发展阶段上 升气流贯穿 于整个积云 云体，上升 气流逐渐达 到5-10m/s量 级
雷暴成熟阶段
成熟阶段形成云 毡开始降水，由 于降水物的拖曳 作用而产生下沉 气流，但在下沉 气流的上方，上 升气流仍贯穿云 体，一般雷暴云， 最大上升速度在 15米/秒以下，并 会在其前有新单 体产生
Airborne weather radar provides no assurance of avoiding IFR(Instrument Flight Rules) weather conditions.
补充说明
保持水平。 不在云砧下飞，有雹击。Hail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be encountered several miles from the cloud. 避开冻结高度。 颠簸。Cumulonimbus clouds by themselves indicate severe turbulence. Other indications of turbulence are very frequent lightning and roll clouds. Turbulence can be encountered as for as 20 miles from the cumulonimbus cloud. 及时保持地面联络，掌握最新发展。
超级单体风暴巨大的单体发展猛烈的强风暴。
（水平尺度数十公里，维持数小时，以连续方式移动）
Photo by Moller
冰雹出现在云体前几英里处。 Hail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be encountered several miles from the cloud.
降水使能见度减小 ●过冷却雨滴会造成飞机积冰 ●降水产生的碎雨云影响飞机 起飞和着陆 ●大雨下方容易出现较强的下 降气流 ●大雨和暴雨能使发动机熄火 ●大雨恶化飞机的空气动力 ●降水影响跑道的使用（13mm 积水停止放飞）
●
1985年6月12日，美国威斯康辛 航空公司的一架斯维林根 SA-226密特洛飞机在内布拉 斯加州着陆时，遇到雷雨， 两台发动机因吸入大量雨水 而熄火，造成飞机坠毁。
（雷暴的抬升冲击力有 热雷暴 地形雷暴 天气系统雷暴）
第二节 雷暴生命史 第三节 雷暴的种类classify
一、形成系统分类 1、气团雷暴 Air mass storm 2、强雷暴 Severe storm：
锋面雷暴 冷涡雷暴 空中槽雷暴、切变线雷暴 台风槽雷暴 副热带高压西部雷暴
飑锋：是中尺度雷暴中的下沉冷空气，在地面形成雷暴 高压，高压前锋叫飑锋。 飑锋在地面图上的特征：飑锋后面有中尺度雷暴高压和 冷区，前部有低压和暖区。 飑锋两侧温差很大； 飑锋前部多偏南风，风速小。后部多偏北风，风速大； 飑锋前天气好，沿飑锋直到后部的雷暴高压区内天气恶 劣，一些强对流天气就出现在这里。
补充：雷暴过境时要素特征
（地面气温骤降；气压涌升；风向突变；风速急增）
温：前 气温高、湿度大、天气闷热。 来临 气温聚降、飑线。 压：前 气压下降。 来临 气压升高。雷暴高压。随后下降。 风：前 风很弱，吹向雷暴。 来临 风速聚增，风向反向，持续几－十几分 钟。低空强烈风切变。 降水：倾盆大雨。过境后停止。
！！！雷暴空难！！！
2005年8月2日法航空客暴风雨雷击 2005年8月23日秘鲁航波音雷暴风切变
1997年5月8日，南方航空公司B737飞机在深圳机场着陆过程中 遇到中--大雨，飞机冲出跑道失事。 1994年7月20日，云南航空公司B737飞机，在昆明机场着陆过程 中遇到雷雨天气，飞机冲出跑道。 1988年8月31日，广州三叉戟2218飞机在香港启德机场，遇到雷 雨天气，着陆不正常，冲入海中。 1990年3月1日，东方航空公司三叉戟B2208飞机在桂林机场进场 时遇到雷雨云，飞机冲出跑道。
第五节
雷暴区飞行的措施（一） Avoidance
飞行前：向气象部门详细了解飞行区域天气情况， 有可能产生雷暴天气的区域，雷暴的性质、位置、 范围、强度、高度、移向移速、变化趋势等，同时 考虑备降场选择和注意事项。 尽量避开： 推迟起飞时间、改变航线及飞行高度、空中等 待、绕飞、改降、返航等。 机载雷达回波，位置、强度、高度。——概况 无线电受干扰程度。——远近 穿越：从带状分布雷暴区的最狭窄处快速通过。回 波最窄大于40英里。 绕飞： 距离雷达强回波20miles以上。因为有扰动。 在雷达回波边缘25公里以外通过。 基本原则以目视不进入雷暴云，力争在云上 或云外飞行。
雷暴天气中飞行的注意事项（二）
尽量不在雷暴云的下方飞行，因为云与 地之间闪电击（雷击）的次数最为频繁， 飞机也最容易遭到闪电击（雷击）。 尽量不在中等强度以上降水区中飞行， 原因一是容易遭降水静电闪电击（雷 击）；二是降水对雷达回波有一定的衰 减作用，因此一定要慎重。 雷暴区边缘机场起、降时，要特别注意 风切变的影响
多单体线 性风暴 （飑线） 示意图
发展成熟的雷暴
强风速辐合区径向速度差达25米/秒以上
飑线风暴Squall line
飑线：排列成带状的多个雷暴或积雨云群组成的狭窄 强对流天气带。频发雷电、暴雨、大风、冰雹和龙卷 等恶劣天气。 A squall line is a band of thunderstorms that often forms 50－200（several） miles in front of a fast-moving cold front and contains some of the most severe types of weather-related hazards.
第四节 雷暴危害 Hazards
Microburst downdraft 下击暴流风切变wind shear、湍流
turbulence：（滚轴云roll cloud、阵风锋dust front、尘卷dust） 强风、侧风、乱流及低空风切变会造成飞机颠簸及操作困难。 Lightning 闪电飞机遭受到雷击，机上无线电设备受到强烈干 扰、造成通讯中断，强烈的闪光对飞行员的眼睛刺激很大，甚至 可能造成暂时失明，精神高度紧张而造成操纵失误。 Hail 冰雹 是一种直径大于5毫米的固体降水。多由超级单体风 暴造成。轻则蒙皮变形，重则飞机遭破坏 Funnel clouds 漏斗云（后） heavy rain强降水（后） Icing 积冰（ch7）
小结：强雷暴旺盛期流场特征
倾斜上升气流与下降气流并存。垂直风切变强烈。 上升气流从雷暴的右前方流入，上升后向前方流出， 形成云砧。 下降气流在雷暴前沿的部分，作为干冷空气垫，强迫 抬升上升气流。 雷暴顺对流层中部风向的右侧移动。 穹隆区（钩状回波）上升气流强盛。
冷锋雷暴
时间特点：冷锋雷暴出现时间，大约在冷锋过境 前后2~4小时内。它的移动速度较快，每小时 可达40-60千米。
二、内部结构分类 1、普通单体雷暴 single cell 2、超级单体雷暴 super cell 3、多单体雷暴 mult－cell 4、飑线雷暴 squall line
普通雷暴生命史 Air mass storm ——Single cell （水平5－10km，垂直12km，1小时。）
1、积云阶段cumulus： 持续上升气流。云中温度高。 The cumulus stage is characterized by continuous updrafts. 2、成熟阶段mature： 上升更强，倾斜。湍流十分强烈。 降水。飑锋（气温聚降、气压急升、风向突变、阵性大风 降水）。 闪电。Lightning is always associated with thunderstorms. Wind shear areas can be found on all sides of a thunderstorm, as well as directly under it. Thunderstorms reach the greatest intensity during the mature stage, which is signaled by the beginning of precipitation at the surface. 3、消散阶段dissipating：下降气流为主。丝缕云砧。Anvil shape A dissipating thunderstorm is characterized by predominant downdrafts.