雷达资料在喀什地区强对流天气过程中的应用

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　　摘 要：喀什是强对流天气频繁发生地区。本文针对天气雷达资料在喀什地区强对流天气过程中的应用进行分析，以期为天气预报提供参考。
　　关键词：雷达资料;喀什地区;强对流天气;应用
　　喀什地区地处新疆西南部，整个地势由西南向东北倾斜，属温带大陆性干旱气候，四季分明，喀什冲积平原年降水量39-664mm，降水集中在夏季。喀什地区是国家级粮食生产基地，全疆玉米制种基地，棉花主产区之一。喀什么林果业种植面积也很广泛，所产桃、杏、石榴、瓜类等质优味美。近年来随着全球气候变暖，喀什地区气象灾害发生频繁，强对流天气频次高发，已成为喀什地区春末夏季最严重气象灾害，对包括农业在内的各行各业造成巨大经济损失。本文针对天气雷达和闪电定位资料在喀什地区强对流天气过程中的应用进行分析，以期为天气预报提供参考。
　　1 雷达资料在强对流天气过程中的重要作用
　　提高强对流天气预报准确度有两个途径，一是开发更高分辨率、能够反映出中、小尺度天气物理过程的模式;二是提供更高时空分辨率观测信息，提供给天气预报更好更精确初值。目前喀什地区常规地面观测平均测站距离约近百公里，每3个小时观测一次，高空观测站距离大约在几百公里，每6小时观测一次。常规观测资料和空间分辨率难以对强对流天气系统发生、发展及消亡过程进行有效捕捉，因此导致灾害性天气不能够及时有效预警预报。这成为制约气象预警预报提高准确率的瓶颈。而先进的多普勒雷达运用于气象业务后，能提供全天候高时空分辨率，对于大气场结构及水汽场丰富信息分辨所需时间仅约5-10min，空间分辨率达125-1000m，提供了降水粒子强度及运动信息，在灾害性天气预警预报中发挥着积极重要作用，是提高天气预报预警精准率的有效途径。
　　2 雷达及其应用
　　2.1 雷达工作原理
　　雷达是通过电磁波来对有一定距离目标进行探测的无线电设备。雷达用于对大气探测是利用散射，散射波对大气中目标物性质进行检测。大气中空气分子、水滴、气溶胶粒子、冰晶等颗粒都会造成散射，而被折射指数不均匀湍流块也能够造成散射。因此当雷达发射出电磁波后，传播在大气中，遇到空气分子、水滴等悬浮粒子，入射电子波便通过这些粒子向各个方行传播，其中一部分向后散射波就被返回到雷达方向，被雷达天线接收到。而雷达通过对接收的后向散射电磁波延迟、振幅、相位、频率及其偏振状态信息，推断出相应天气系统。
　　2.2 雷达气象方程
　　雷达所发出的电磁波遇到大气中云雨粒子时，所散射出特殊电磁波后退部分被雷达天线接收到，这就是雷达回波。雷达回波强度取决于云雨粒子物理特性，以及雷达回波离开雷达距离，通过气象方程，判断云雨物理状况。
　　3 强对流天气过程雷达回波特征及灾害性天气预报
　　3.1 根据雷达回波特征判断天气
　　根据雷达回波对降水性质分析，层状云降水回波不会出现灾害性天气，而对流云常会造成雷暴、大风、冰雹及局部强降水天气现象，而混合性的降水回波常造成暴雨或者大暴雨。对雷达回波进一步发展趋势分析，是为了更准确做好气象预报。回波总体上可划分为初生、发展及消散阶段，但回波总体生消和单体生消实质概念不一样，假如在一条带状回波中，可能同时会存在单体初生、发展或消散阶段。
　　3.2 根据雷达回波的结构来判断天气
　　对雷达回波三维空间结构进行掌握，回波从整个画面形态上可分为片状、带状、平行短带、人字形及涡旋状等。而通过局部形态可以把回波分为钩状、弓状等。从RHI或资料上看它的垂直结构特征，如各种强度回波顶高、强度垂直梯度及分布特征等。
　　3.3 根据雷达回波特征来判断影响本地的天气系统
　　根据雷达回波特征、天气图以及卫星云图，来判断雷达观测到的雷波是由于哪种天气系统所造成。如冷锋、静止锋、气旋、高空槽线、切变线、副高边缘等。根据雷达回波的特征来对当前站所处天气系统上有哪种中尺度系统进行分析，判断将会出现哪种灾害性天气。
　　3.4 灾害性天气预报
　　预报所运用的方法是外推法，并且所得的预报结果还需预报员根据所积累的天气经验做出最后的预报结论。因此在对回波移动速度和方向分析时，需要分区来对待。对天气进行预报时，需重点考虑到雷达回波分裂及合并，虽然有时候看上去是两条，但在移动的过程中难免会出现汇合现象，从而产生强对流性天气，容易造成天气预报的不准确性。因此，需要预报人员常常总结，并积累经验。
　　4 雷达资料在天气预报中的应用及发展策略
　　（1）临近天气预报主要指0-3个小时内天气预报，而灾害性天气预警通常是0-1小时内。雷达资料是制作临近天气预报及发布灾害性天气预警预报信息主要依据。为了能够充分发挥雷达资料在强对流天气过程中应用潜力，随着模式分辨率不断提高，资料同化技术进步，以及计算机技術进一步发展，在中尺度模式中同化雷达资料显得更为迫切。我国气象部门虽然已取得了一定成绩，但相较欧美等先进国家仍具有一定差距，这就要求相关技术人员不断对雷达信号处理系统研究与探析，实现雷达资料能更优质提供给气象监测更精确数据。
　　（2）喀什是气象灾害多发地区，强对流性天气突发性强，造成的灾害后果严重，对于农林牧业、工业、交通、国防等各行各业健康、有序发展、安全保障带来极大威胁。因此气象部门要不断加强自身业务水平提高，丰富工作人员经验，使雷达资料能充分发挥其对临近天气及灾害性天气预警预报能力，使社会民众有充分时间做好灾前准备工作，使强对流天气所造成经济等损失降到最低程度。
　　（3）气象部门要加大人工影响天气作业投入力度，设置防雹作业点时要综合考虑，在冰雹云主要路径前沿重点防御，上游地区和重点作物区设立流动作业点，力争全覆盖式作业模式，使强对流天气冰雹灾害所造成损失降到最低。
　　参考文献：
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　　[3]周晓军，梁丛虎，李宁刚.雷达资料在强对流天气方面的应用[J].农业与技术，2014，34（3）.
　　作者简介：佐热克孜·赛依丁（1976-），女，维吾尔族，新疆喀什人，本科，助理工程师，研究方向：大气物理与大气环境。
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