包頭地區(qū)一次短時(shí)強(qiáng)降水的雷達(dá)回波分析

趙怡卿　張立媛　黃煒　蔡晴宇

摘 要：積狀層狀混合性降水云系是包頭地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水的主要云系之一。利用巴彥淖爾、鄂爾多斯和呼和浩特新一代天氣雷達(dá)回波拼圖資料，對(duì)2013-09-18—19發(fā)生在包頭地區(qū)的一次大到暴雨天氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系回波頂高的躍升、維持與地面產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這對(duì)日常短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：積狀層狀；短時(shí)強(qiáng)降水；雷達(dá)回波；包頭

中圖分類號(hào)：P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包頭地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨天氣，最大降水量在土右旗美岱召鎮(zhèn)達(dá)85.1 mm，全市90%以上的測(cè)站出現(xiàn)降水。其中，59個(gè)測(cè)站超過(guò)30 mm，17個(gè)測(cè)站超過(guò)50 mm。市區(qū)降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固陽(yáng)縣降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百靈廟降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，滿都拉降水量25.1 mm，達(dá)茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天氣是由深厚的積狀層狀混合性降水云系造成的，主要降水時(shí)段的平均雷達(dá)回波強(qiáng)度為30～40 dBZ，回波頂高為7～8 km。在不同降水時(shí)段內(nèi)，雷達(dá)回波強(qiáng)度的大小、范圍和回波頂高與地面降水的強(qiáng)弱有直接關(guān)系。本文通過(guò)分析18日07：00—08：00雷達(dá)回波和地面雨晴資料，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系中回波頂高的躍升、維持與地面強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。雷暴、大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水是強(qiáng)對(duì)流云系的主要災(zāi)害性天氣，國(guó)內(nèi)對(duì)這類災(zāi)害性天氣雷達(dá)回波的研究較為深入，但積狀層狀混合性降水云系產(chǎn)生的短時(shí)強(qiáng)降水和發(fā)生機(jī)制的文獻(xiàn)并不多。因此，加強(qiáng)混合性降水云系中短時(shí)強(qiáng)降水的研究分析，對(duì)提高災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力具有重要意義。

1 降水實(shí)況

2013-09-18T07：00—08：00，包頭市土右旗地區(qū)雨量站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為：蘇卜蓋降水量25 mm、美岱水庫(kù)降水量24.5 mm、公山灣降水量24.3 mm、水泉煤礦降水量23.3 mm、美岱召鎮(zhèn)降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、馬留村降水量18.9 mm、腦包溝村降水量18.3 mm，這8個(gè)雨量站都位于土右旗東北部。

2 雷達(dá)回波分析

降水的反射率因子回波大致可分為三種類型：積云降水回波、層狀云降水回波和積云層狀云混合降水回波。在常規(guī)雷達(dá)上，積狀云降水回波被描述為具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)，而層狀云降水回波具有均勻的紋理和結(jié)構(gòu)，積狀和層狀混合云降水回波具有絮狀結(jié)構(gòu)。本文仔細(xì)分析了發(fā)生在層狀云中的一個(gè)對(duì)流單體所引起的短時(shí)強(qiáng)降水，總結(jié)了一些主要的雷達(dá)回波特征。

2.1 雷達(dá)回波的演變

2013-09-18T6：30積狀層狀云混合降水云系中回波較強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)位于土右旗黃河以南地區(qū)，強(qiáng)度為30～40 dBZ，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高為5～12 km（圖略）。7：00，對(duì)流云團(tuán)越過(guò)黃河進(jìn)入土右旗西南部，強(qiáng)度為30～40 dBZ（見(jiàn)圖1-a），云頂高度達(dá)14～15 km（見(jiàn)圖2-e），并呈圓形結(jié)構(gòu)，預(yù)示著在對(duì)流云團(tuán)中部對(duì)流呈發(fā)展態(tài)勢(shì)。7：12，對(duì)流云團(tuán)整體移過(guò)黃河，中心反射率因子最大強(qiáng)度為45 dBZ（見(jiàn)圖1-b）。對(duì)應(yīng)的回波頂高達(dá)17 km（見(jiàn)圖2-f），此高度對(duì)應(yīng)著中緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)母叨?，表明?duì)流云團(tuán)中對(duì)流發(fā)展旺盛。7：30，對(duì)流云團(tuán)移至土右旗中部地區(qū)（見(jiàn)圖1-c），其45 dBZ回波區(qū)域正處于美岱召鎮(zhèn)南部，對(duì)應(yīng)的云頂高度為18 km（見(jiàn)圖2-g）。從7：12和7：30雷達(dá)回波對(duì)比來(lái)看，7：30強(qiáng)度為45 dBZ的區(qū)域增大，云頂最大高度增至18 km，位于圓形對(duì)流泡的前沿，對(duì)流泡后部云頂高14 km，此時(shí)上升和下沉氣流結(jié)構(gòu)明顯。

從7：36開始，對(duì)流云團(tuán)對(duì)流發(fā)展進(jìn)入減弱階段（見(jiàn)圖1-d），其45 dBZ區(qū)域的回波頂高降至14 km（見(jiàn)圖2-h），并向北移動(dòng)，移至美岱召鎮(zhèn)的中部。回波頂高數(shù)據(jù)的下降，說(shuō)明云團(tuán)中的下沉氣流在加強(qiáng)，降水強(qiáng)度增大，是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的主要時(shí)段。8：00，對(duì)流云團(tuán)大部分位于土右旗北部，其回波形態(tài)與前幾個(gè)時(shí)次相比，強(qiáng)度減弱，結(jié)構(gòu)較松散，回波頂高明顯下降，但處于美岱召鎮(zhèn)東北部和公山灣的云頂高度仍在9 km以上，此時(shí)強(qiáng)降水處于結(jié)束時(shí)段（圖略）。

2.2 雷達(dá)回波的主要特征

在積狀層狀云混合降水回波中出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)、中心強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的回波頂高等重要指標(biāo)。從2013-09-18T07：00—08：00雷達(dá)回波演變狀況分析，短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的落區(qū)與對(duì)流云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、移動(dòng)路徑和云頂高度的演變密切相關(guān)，具體表征有以下幾點(diǎn)：①對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)密實(shí)，大于35 dBZ區(qū)域面積為150～200 km2。②對(duì)流云團(tuán)緩慢向東北方向（由平原向山地）移動(dòng)，移速為25 km/h，有利于抬升氣流，促進(jìn)對(duì)流云團(tuán)中水汽的輻合和輸送的增強(qiáng)。③對(duì)流云團(tuán)在移動(dòng)的過(guò)程中，前部的回波強(qiáng)度達(dá)到45 dBZ，回波頂高達(dá)到12 km以上，最大回波頂高為18 km，已接近中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨?。如果云團(tuán)屬積狀云，易產(chǎn)生雷雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣。④07：00—08：00對(duì)流云團(tuán)中前部回波頂高≥12 km的區(qū)域近似于圓形結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)形態(tài)與積狀云降水回波的強(qiáng)單體結(jié)構(gòu)形態(tài)近似。⑤對(duì)流云團(tuán)移過(guò)黃河后，中前部回波頂高出現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)。7：00—7：30，回波頂高的最大值由12 km躍增至18 km。自7：36—8：00，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高的最大值維持在9～14 km?；夭敻叱霈F(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)和下塌（維持一定的對(duì)流高度）是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的重要條件之一。

3 討論

關(guān)注積狀層狀云混合降水云系中對(duì)流云團(tuán)的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)探測(cè)局地短時(shí)強(qiáng)降水、洪澇具有重要意義。通過(guò)上述探測(cè)和分析，初步總結(jié)出以下判別指標(biāo)：①對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)度≥40 dBZ，結(jié)構(gòu)密實(shí)，移動(dòng)緩慢（移速20～30 km/h）。②對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）呈圓形結(jié)構(gòu)，并維持一段時(shí)間，強(qiáng)度≥45 dBZ，回波頂高≥12 km。③對(duì)流團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)躍增，對(duì)產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水極為有利。中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨仁桥卸ǘ虝r(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)重要指標(biāo)。④對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)下塌后，平均高度繼續(xù)維持在9 km以上。⑤對(duì)流云團(tuán)由平原向山地移動(dòng)或移至山溝峽谷的特殊地形，強(qiáng)度增強(qiáng)，對(duì)觸發(fā)局地產(chǎn)生強(qiáng)降水十分有利。⑥對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）經(jīng)過(guò)的地區(qū)是地面降水的大值區(qū)。如果積狀層狀云混合降水云系中存在多個(gè)對(duì)流云團(tuán)，對(duì)流云團(tuán)的列車效應(yīng)對(duì)判斷局地暴雨也有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Stratiform-cumuliform hybrid cloud is one of the most principal precipitation system that can cause the short-duration sever rain process in Baotou. This paper make use of the radar echoes of Bayannaor， Erdos and hohhot， analyze the heavy to torrential rain process from September 18th to 19th .It can be found that the updraft and stagnation of ET has associated with the rainfall intensity， and be favorable for daily issuance of weather forecasts and weather warnings.

Key words： stratiform-cumuliform； short-time strong rainfall； radar echoes； Baotouendprint

摘 要：積狀層狀混合性降水云系是包頭地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水的主要云系之一。利用巴彥淖爾、鄂爾多斯和呼和浩特新一代天氣雷達(dá)回波拼圖資料，對(duì)2013-09-18—19發(fā)生在包頭地區(qū)的一次大到暴雨天氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系回波頂高的躍升、維持與地面產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這對(duì)日常短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：積狀層狀；短時(shí)強(qiáng)降水；雷達(dá)回波；包頭

中圖分類號(hào)：P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包頭地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨天氣，最大降水量在土右旗美岱召鎮(zhèn)達(dá)85.1 mm，全市90%以上的測(cè)站出現(xiàn)降水。其中，59個(gè)測(cè)站超過(guò)30 mm，17個(gè)測(cè)站超過(guò)50 mm。市區(qū)降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固陽(yáng)縣降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百靈廟降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，滿都拉降水量25.1 mm，達(dá)茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天氣是由深厚的積狀層狀混合性降水云系造成的，主要降水時(shí)段的平均雷達(dá)回波強(qiáng)度為30～40 dBZ，回波頂高為7～8 km。在不同降水時(shí)段內(nèi)，雷達(dá)回波強(qiáng)度的大小、范圍和回波頂高與地面降水的強(qiáng)弱有直接關(guān)系。本文通過(guò)分析18日07：00—08：00雷達(dá)回波和地面雨晴資料，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系中回波頂高的躍升、維持與地面強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。雷暴、大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水是強(qiáng)對(duì)流云系的主要災(zāi)害性天氣，國(guó)內(nèi)對(duì)這類災(zāi)害性天氣雷達(dá)回波的研究較為深入，但積狀層狀混合性降水云系產(chǎn)生的短時(shí)強(qiáng)降水和發(fā)生機(jī)制的文獻(xiàn)并不多。因此，加強(qiáng)混合性降水云系中短時(shí)強(qiáng)降水的研究分析，對(duì)提高災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力具有重要意義。

1 降水實(shí)況

2013-09-18T07：00—08：00，包頭市土右旗地區(qū)雨量站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為：蘇卜蓋降水量25 mm、美岱水庫(kù)降水量24.5 mm、公山灣降水量24.3 mm、水泉煤礦降水量23.3 mm、美岱召鎮(zhèn)降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、馬留村降水量18.9 mm、腦包溝村降水量18.3 mm，這8個(gè)雨量站都位于土右旗東北部。

2 雷達(dá)回波分析

降水的反射率因子回波大致可分為三種類型：積云降水回波、層狀云降水回波和積云層狀云混合降水回波。在常規(guī)雷達(dá)上，積狀云降水回波被描述為具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)，而層狀云降水回波具有均勻的紋理和結(jié)構(gòu)，積狀和層狀混合云降水回波具有絮狀結(jié)構(gòu)。本文仔細(xì)分析了發(fā)生在層狀云中的一個(gè)對(duì)流單體所引起的短時(shí)強(qiáng)降水，總結(jié)了一些主要的雷達(dá)回波特征。

2.1 雷達(dá)回波的演變

2013-09-18T6：30積狀層狀云混合降水云系中回波較強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)位于土右旗黃河以南地區(qū)，強(qiáng)度為30～40 dBZ，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高為5～12 km（圖略）。7：00，對(duì)流云團(tuán)越過(guò)黃河進(jìn)入土右旗西南部，強(qiáng)度為30～40 dBZ（見(jiàn)圖1-a），云頂高度達(dá)14～15 km（見(jiàn)圖2-e），并呈圓形結(jié)構(gòu)，預(yù)示著在對(duì)流云團(tuán)中部對(duì)流呈發(fā)展態(tài)勢(shì)。7：12，對(duì)流云團(tuán)整體移過(guò)黃河，中心反射率因子最大強(qiáng)度為45 dBZ（見(jiàn)圖1-b）。對(duì)應(yīng)的回波頂高達(dá)17 km（見(jiàn)圖2-f），此高度對(duì)應(yīng)著中緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)母叨龋砻鲗?duì)流云團(tuán)中對(duì)流發(fā)展旺盛。7：30，對(duì)流云團(tuán)移至土右旗中部地區(qū)（見(jiàn)圖1-c），其45 dBZ回波區(qū)域正處于美岱召鎮(zhèn)南部，對(duì)應(yīng)的云頂高度為18 km（見(jiàn)圖2-g）。從7：12和7：30雷達(dá)回波對(duì)比來(lái)看，7：30強(qiáng)度為45 dBZ的區(qū)域增大，云頂最大高度增至18 km，位于圓形對(duì)流泡的前沿，對(duì)流泡后部云頂高14 km，此時(shí)上升和下沉氣流結(jié)構(gòu)明顯。

從7：36開始，對(duì)流云團(tuán)對(duì)流發(fā)展進(jìn)入減弱階段（見(jiàn)圖1-d），其45 dBZ區(qū)域的回波頂高降至14 km（見(jiàn)圖2-h），并向北移動(dòng)，移至美岱召鎮(zhèn)的中部?；夭敻邤?shù)據(jù)的下降，說(shuō)明云團(tuán)中的下沉氣流在加強(qiáng)，降水強(qiáng)度增大，是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的主要時(shí)段。8：00，對(duì)流云團(tuán)大部分位于土右旗北部，其回波形態(tài)與前幾個(gè)時(shí)次相比，強(qiáng)度減弱，結(jié)構(gòu)較松散，回波頂高明顯下降，但處于美岱召鎮(zhèn)東北部和公山灣的云頂高度仍在9 km以上，此時(shí)強(qiáng)降水處于結(jié)束時(shí)段（圖略）。

2.2 雷達(dá)回波的主要特征

在積狀層狀云混合降水回波中出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)、中心強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的回波頂高等重要指標(biāo)。從2013-09-18T07：00—08：00雷達(dá)回波演變狀況分析，短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的落區(qū)與對(duì)流云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、移動(dòng)路徑和云頂高度的演變密切相關(guān)，具體表征有以下幾點(diǎn)：①對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)密實(shí)，大于35 dBZ區(qū)域面積為150～200 km2。②對(duì)流云團(tuán)緩慢向東北方向（由平原向山地）移動(dòng)，移速為25 km/h，有利于抬升氣流，促進(jìn)對(duì)流云團(tuán)中水汽的輻合和輸送的增強(qiáng)。③對(duì)流云團(tuán)在移動(dòng)的過(guò)程中，前部的回波強(qiáng)度達(dá)到45 dBZ，回波頂高達(dá)到12 km以上，最大回波頂高為18 km，已接近中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨?。如果云團(tuán)屬積狀云，易產(chǎn)生雷雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣。④07：00—08：00對(duì)流云團(tuán)中前部回波頂高≥12 km的區(qū)域近似于圓形結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)形態(tài)與積狀云降水回波的強(qiáng)單體結(jié)構(gòu)形態(tài)近似。⑤對(duì)流云團(tuán)移過(guò)黃河后，中前部回波頂高出現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)。7：00—7：30，回波頂高的最大值由12 km躍增至18 km。自7：36—8：00，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高的最大值維持在9～14 km。回波頂高出現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)和下塌（維持一定的對(duì)流高度）是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的重要條件之一。

3 討論

關(guān)注積狀層狀云混合降水云系中對(duì)流云團(tuán)的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)探測(cè)局地短時(shí)強(qiáng)降水、洪澇具有重要意義。通過(guò)上述探測(cè)和分析，初步總結(jié)出以下判別指標(biāo)：①對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)度≥40 dBZ，結(jié)構(gòu)密實(shí)，移動(dòng)緩慢（移速20～30 km/h）。②對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）呈圓形結(jié)構(gòu)，并維持一段時(shí)間，強(qiáng)度≥45 dBZ，回波頂高≥12 km。③對(duì)流團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)躍增，對(duì)產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水極為有利。中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨仁桥卸ǘ虝r(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)重要指標(biāo)。④對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)下塌后，平均高度繼續(xù)維持在9 km以上。⑤對(duì)流云團(tuán)由平原向山地移動(dòng)或移至山溝峽谷的特殊地形，強(qiáng)度增強(qiáng)，對(duì)觸發(fā)局地產(chǎn)生強(qiáng)降水十分有利。⑥對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）經(jīng)過(guò)的地區(qū)是地面降水的大值區(qū)。如果積狀層狀云混合降水云系中存在多個(gè)對(duì)流云團(tuán)，對(duì)流云團(tuán)的列車效應(yīng)對(duì)判斷局地暴雨也有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Stratiform-cumuliform hybrid cloud is one of the most principal precipitation system that can cause the short-duration sever rain process in Baotou. This paper make use of the radar echoes of Bayannaor， Erdos and hohhot， analyze the heavy to torrential rain process from September 18th to 19th .It can be found that the updraft and stagnation of ET has associated with the rainfall intensity， and be favorable for daily issuance of weather forecasts and weather warnings.

Key words： stratiform-cumuliform； short-time strong rainfall； radar echoes； Baotouendprint

摘 要：積狀層狀混合性降水云系是包頭地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水的主要云系之一。利用巴彥淖爾、鄂爾多斯和呼和浩特新一代天氣雷達(dá)回波拼圖資料，對(duì)2013-09-18—19發(fā)生在包頭地區(qū)的一次大到暴雨天氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系回波頂高的躍升、維持與地面產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這對(duì)日常短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：積狀層狀；短時(shí)強(qiáng)降水；雷達(dá)回波；包頭

中圖分類號(hào)：P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包頭地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨天氣，最大降水量在土右旗美岱召鎮(zhèn)達(dá)85.1 mm，全市90%以上的測(cè)站出現(xiàn)降水。其中，59個(gè)測(cè)站超過(guò)30 mm，17個(gè)測(cè)站超過(guò)50 mm。市區(qū)降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固陽(yáng)縣降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百靈廟降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，滿都拉降水量25.1 mm，達(dá)茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天氣是由深厚的積狀層狀混合性降水云系造成的，主要降水時(shí)段的平均雷達(dá)回波強(qiáng)度為30～40 dBZ，回波頂高為7～8 km。在不同降水時(shí)段內(nèi)，雷達(dá)回波強(qiáng)度的大小、范圍和回波頂高與地面降水的強(qiáng)弱有直接關(guān)系。本文通過(guò)分析18日07：00—08：00雷達(dá)回波和地面雨晴資料，發(fā)現(xiàn)積狀層狀混合性降水云系中回波頂高的躍升、維持與地面強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。雷暴、大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水是強(qiáng)對(duì)流云系的主要災(zāi)害性天氣，國(guó)內(nèi)對(duì)這類災(zāi)害性天氣雷達(dá)回波的研究較為深入，但積狀層狀混合性降水云系產(chǎn)生的短時(shí)強(qiáng)降水和發(fā)生機(jī)制的文獻(xiàn)并不多。因此，加強(qiáng)混合性降水云系中短時(shí)強(qiáng)降水的研究分析，對(duì)提高災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力具有重要意義。

1 降水實(shí)況

2013-09-18T07：00—08：00，包頭市土右旗地區(qū)雨量站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為：蘇卜蓋降水量25 mm、美岱水庫(kù)降水量24.5 mm、公山灣降水量24.3 mm、水泉煤礦降水量23.3 mm、美岱召鎮(zhèn)降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、馬留村降水量18.9 mm、腦包溝村降水量18.3 mm，這8個(gè)雨量站都位于土右旗東北部。

2 雷達(dá)回波分析

降水的反射率因子回波大致可分為三種類型：積云降水回波、層狀云降水回波和積云層狀云混合降水回波。在常規(guī)雷達(dá)上，積狀云降水回波被描述為具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)，而層狀云降水回波具有均勻的紋理和結(jié)構(gòu)，積狀和層狀混合云降水回波具有絮狀結(jié)構(gòu)。本文仔細(xì)分析了發(fā)生在層狀云中的一個(gè)對(duì)流單體所引起的短時(shí)強(qiáng)降水，總結(jié)了一些主要的雷達(dá)回波特征。

2.1 雷達(dá)回波的演變

2013-09-18T6：30積狀層狀云混合降水云系中回波較強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)位于土右旗黃河以南地區(qū)，強(qiáng)度為30～40 dBZ，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高為5～12 km（圖略）。7：00，對(duì)流云團(tuán)越過(guò)黃河進(jìn)入土右旗西南部，強(qiáng)度為30～40 dBZ（見(jiàn)圖1-a），云頂高度達(dá)14～15 km（見(jiàn)圖2-e），并呈圓形結(jié)構(gòu)，預(yù)示著在對(duì)流云團(tuán)中部對(duì)流呈發(fā)展態(tài)勢(shì)。7：12，對(duì)流云團(tuán)整體移過(guò)黃河，中心反射率因子最大強(qiáng)度為45 dBZ（見(jiàn)圖1-b）。對(duì)應(yīng)的回波頂高達(dá)17 km（見(jiàn)圖2-f），此高度對(duì)應(yīng)著中緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)母叨?，表明?duì)流云團(tuán)中對(duì)流發(fā)展旺盛。7：30，對(duì)流云團(tuán)移至土右旗中部地區(qū)（見(jiàn)圖1-c），其45 dBZ回波區(qū)域正處于美岱召鎮(zhèn)南部，對(duì)應(yīng)的云頂高度為18 km（見(jiàn)圖2-g）。從7：12和7：30雷達(dá)回波對(duì)比來(lái)看，7：30強(qiáng)度為45 dBZ的區(qū)域增大，云頂最大高度增至18 km，位于圓形對(duì)流泡的前沿，對(duì)流泡后部云頂高14 km，此時(shí)上升和下沉氣流結(jié)構(gòu)明顯。

從7：36開始，對(duì)流云團(tuán)對(duì)流發(fā)展進(jìn)入減弱階段（見(jiàn)圖1-d），其45 dBZ區(qū)域的回波頂高降至14 km（見(jiàn)圖2-h），并向北移動(dòng)，移至美岱召鎮(zhèn)的中部?；夭敻邤?shù)據(jù)的下降，說(shuō)明云團(tuán)中的下沉氣流在加強(qiáng)，降水強(qiáng)度增大，是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的主要時(shí)段。8：00，對(duì)流云團(tuán)大部分位于土右旗北部，其回波形態(tài)與前幾個(gè)時(shí)次相比，強(qiáng)度減弱，結(jié)構(gòu)較松散，回波頂高明顯下降，但處于美岱召鎮(zhèn)東北部和公山灣的云頂高度仍在9 km以上，此時(shí)強(qiáng)降水處于結(jié)束時(shí)段（圖略）。

2.2 雷達(dá)回波的主要特征

在積狀層狀云混合降水回波中出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)、中心強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的回波頂高等重要指標(biāo)。從2013-09-18T07：00—08：00雷達(dá)回波演變狀況分析，短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的落區(qū)與對(duì)流云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、移動(dòng)路徑和云頂高度的演變密切相關(guān)，具體表征有以下幾點(diǎn)：①對(duì)流云團(tuán)結(jié)構(gòu)密實(shí)，大于35 dBZ區(qū)域面積為150～200 km2。②對(duì)流云團(tuán)緩慢向東北方向（由平原向山地）移動(dòng)，移速為25 km/h，有利于抬升氣流，促進(jìn)對(duì)流云團(tuán)中水汽的輻合和輸送的增強(qiáng)。③對(duì)流云團(tuán)在移動(dòng)的過(guò)程中，前部的回波強(qiáng)度達(dá)到45 dBZ，回波頂高達(dá)到12 km以上，最大回波頂高為18 km，已接近中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨?。如果云團(tuán)屬積狀云，易產(chǎn)生雷雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害性天氣。④07：00—08：00對(duì)流云團(tuán)中前部回波頂高≥12 km的區(qū)域近似于圓形結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)形態(tài)與積狀云降水回波的強(qiáng)單體結(jié)構(gòu)形態(tài)近似。⑤對(duì)流云團(tuán)移過(guò)黃河后，中前部回波頂高出現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)。7：00—7：30，回波頂高的最大值由12 km躍增至18 km。自7：36—8：00，對(duì)流云團(tuán)的回波頂高的最大值維持在9～14 km?；夭敻叱霈F(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)和下塌（維持一定的對(duì)流高度）是短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的重要條件之一。

3 討論

關(guān)注積狀層狀云混合降水云系中對(duì)流云團(tuán)的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)探測(cè)局地短時(shí)強(qiáng)降水、洪澇具有重要意義。通過(guò)上述探測(cè)和分析，初步總結(jié)出以下判別指標(biāo)：①對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)度≥40 dBZ，結(jié)構(gòu)密實(shí)，移動(dòng)緩慢（移速20～30 km/h）。②對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）呈圓形結(jié)構(gòu)，并維持一段時(shí)間，強(qiáng)度≥45 dBZ，回波頂高≥12 km。③對(duì)流團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)躍增，對(duì)產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水極為有利。中緯度對(duì)流層頂?shù)母叨仁桥卸ǘ虝r(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)重要指標(biāo)。④對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）的回波頂高出現(xiàn)下塌后，平均高度繼續(xù)維持在9 km以上。⑤對(duì)流云團(tuán)由平原向山地移動(dòng)或移至山溝峽谷的特殊地形，強(qiáng)度增強(qiáng)，對(duì)觸發(fā)局地產(chǎn)生強(qiáng)降水十分有利。⑥對(duì)流云團(tuán)中高聳云塔（較強(qiáng)的對(duì)流泡）經(jīng)過(guò)的地區(qū)是地面降水的大值區(qū)。如果積狀層狀云混合降水云系中存在多個(gè)對(duì)流云團(tuán)，對(duì)流云團(tuán)的列車效應(yīng)對(duì)判斷局地暴雨也有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Stratiform-cumuliform hybrid cloud is one of the most principal precipitation system that can cause the short-duration sever rain process in Baotou. This paper make use of the radar echoes of Bayannaor， Erdos and hohhot， analyze the heavy to torrential rain process from September 18th to 19th .It can be found that the updraft and stagnation of ET has associated with the rainfall intensity， and be favorable for daily issuance of weather forecasts and weather warnings.

Key words： stratiform-cumuliform； short-time strong rainfall； radar echoes； Baotouendprint