ISSN 1004-4965

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复杂山地环境下雷暴天气中的地基微波辐射计影响距离分析

周永水 原野 万雪丽

周永水, 原野, 万雪丽. 复杂山地环境下雷暴天气中的地基微波辐射计影响距离分析[J]. 热带气象学报, 2020, 36(2): 199-207. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.020
引用本文: 周永水, 原野, 万雪丽. 复杂山地环境下雷暴天气中的地基微波辐射计影响距离分析[J]. 热带气象学报, 2020, 36(2): 199-207. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.020
Yong-shui ZHOU, Ye YUAN, Xue-li WAN. ANALYSIS OF EFFECTIVE DETECTION DISTANCE OF GROUND-BASED MICROWAVE RADIOMETER IN THUNDERSTORM WEATHER IN COMPLEX MOUNTAINOUS TERRAINS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2020, 36(2): 199-207. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.020
Citation: Yong-shui ZHOU, Ye YUAN, Xue-li WAN. ANALYSIS OF EFFECTIVE DETECTION DISTANCE OF GROUND-BASED MICROWAVE RADIOMETER IN THUNDERSTORM WEATHER IN COMPLEX MOUNTAINOUS TERRAINS[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2020, 36(2): 199-207. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.020

复杂山地环境下雷暴天气中的地基微波辐射计影响距离分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.020
基金项目: 

贵州省科技厅基金项目 黔科合J字[2013]2176

中国气象局公益性行业专项 GYHY201506006

中国气象局预报员专项 CMAYBY2020-115

详细信息
    通讯作者:

    周永水, 男, 贵州省人, 高级工程师, 从事灾害性天气预报预警方法研究。E-mail:joever2000@163.com

  • 中图分类号: P458.2

ANALYSIS OF EFFECTIVE DETECTION DISTANCE OF GROUND-BASED MICROWAVE RADIOMETER IN THUNDERSTORM WEATHER IN COMPLEX MOUNTAINOUS TERRAINS

  • 摘要: 利用2017年2月-2018年10月地基微波辐射计和无线电探空仪、闪电和雷达数据, 首先评估了微波辐射计温度和绝对湿度在不同高度的探测性能, 微波辐射计和无线电探空仪不同高度的温度的相关系数为0.800~0.985, 绝对湿度的相关系数为0.600~0.916;微波辐射计温度的标准差为3.9~6.1℃, 绝对湿度的标准差为0~4 g/m3, 无线电探空仪温度的标准差为4.2~6.1℃, 绝对湿度的标准差为0.1~4.2 g/m3; 微波辐射计和无线电探空仪温度绝对误差的标准差为1.06~2.90℃, 绝对湿度绝对误差的标准差为0.08~2.02 g/m3。二者K指数相关系数为0.945。其次利用K指数上升和下降到35℃的时次和不同距离闪电开始和结束时次做相关性分析, 结果表明在30 km处具有最大的相关系数(0.864), 这可能就是微波辐射计温度和湿度在复杂山地下雷暴天气中能够代表的大气层结的有效距离。最后统计分析了微波辐射计K指数上升达35℃时, 90%上游移向微波辐射计的雷暴回波(30 dBZ雷达回波超过-15℃高度层)距离微波辐射计平均距离为35.3 km, 移到微波辐射计附近平均需要92.8分钟, 局地雷暴(40 km以内)生成需要138.2分钟。

     

  • 图  1  2017年2月—2018年10月微波辐射计(红色实线)和无线电探空仪(蓝色实线)平均温度(a)和平均绝对湿度(b)曲线及标准差;微波辐射计和无线电探空仪平均温度绝对误差(红色实线)和平均绝对湿度误差(绿色实线)及标准差(c);微波辐射计和无线电探空仪温度(红色实线)和湿度(绿色实线)相关系数(d)

    图  2  2017年2月—2018年10月无线电探空仪500 hPa(虚线)、700 hPa(点划线)、850 hPa(实线)08—24时平均温度变化

    图  3  微波辐射计和无线电探空仪分别计算的K指数(a)、850 hPa露点(b)、850 hPa和500 hPa温度差(c)、700 hPa温度和露点差(d)散点图

    左上角为拟合曲线方程及相关系数(N=718)。

    图  4  雷暴进入和离开不同距离时次和微波辐射计K指数显著上升达35 ℃和显著下降达35 ℃对应时次的相关系数(N=40)

    表  1  100 km以外移向微波辐射计的雷暴个例微波辐射计K指数上升达35 ℃时的时间和雷暴回波与微波辐射计距离、雷暴回波与微波辐射计距离30 km和距离最小时刻的时间以及三者的时间差

    日期/
    年月日
    K指数上升达35 ℃
    时30 dBZ回波与
    微波辐射计距离
    30 dBZ回波距
    离微波辐射计
    30 km时间
    35 dBZ回波与微
    波辐射计距离最
    小时间
    微波辐射计K指数
    上升达35 ℃
    时间
    微波辐射计K指数上
    升达35℃与回波进
    人30 km时的时间差
    微波辐射计K指数上升达
    35℃与30 dBZ回波最接
    近微波辐射计时的时间差
    170522 30.6 21:57 23:58 21:32 25 146
    170621 40.3 22:09 23:34 21:37 32 117
    170731 87.0 11:55 12:16 09:58 117 122
    170420 21.6 22:40 23:54 22:52 -12 62
    170507 57.3 21:19 22:33 20:23 56 130
    170611 36.0 11:05 12:51 09:46 79 42
    170612 22.4 01:36 02:45 01:51 -15 54
    180312 42.3 20:30 22:01 19:51 39 45
    180316 37.0 22:39 23:02 22:20 19 42
    180821 30.6 09:43 11:38 08:50 53 168
    平均 40.5 39 93
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    表  2  微波辐射计K指数上升达35 ℃及局地雷暴回波生成时间及二者时间差

    日期/年月日 170723 170728 170729 180313 180723 180725 180803 180804 180805 180811 平均
    微波辐射计K指数
    上升达35℃时间
    12:35 11:06 09:31 14:20 10:23 15:01 11:44 08:31 09:05 09:20
    雷达30 dBZ回
    波生成时间
    14:05 14:42 13:02 16:52 13:03 17:32 13:34 09:49 10:22 11:47
    二者时间差 90 216 211 152 160 151 110 78 77 137 138.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-26
  • 修回日期:  2020-01-08
  • 刊出日期:  2020-04-01

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