一次冰雹过程的雷达回波特征分析

摘 要：冰雹是由天空中的水汽在受到气流，地形条件和下垫面的差异而引起的一种气象灾害，随着近些年来计算机，通讯设备以及其他相关的设备行业的发展，对冰雹的研究已经更深一步。雷达由于不受云雾和光照强的影响的特点，现在是研究的热门方向，根据以此冰雹过程的雷达回波特征研究分析可以了解到冰雹发生的前后以及过程中的冰雹含量或者是强度等，根据已有数据的经验可以对冰雹的预警准确度提高。本研究就在一次冰雹过程中的雷达回波特征进行分析。

关键词：大气环流；回波强度；垂直水含量

冰雹是一种很严重的气象灾害，给人们带来的经济损失可高达几十亿，对冰雹的跟踪监督能有效的给民众预警，帮助民众减少冰雹带来的损害。近些年发展的气象卫星，微波雷达在对冰雹的产生以及过程中的强度分析有了一定的进展，雷达做为一种主动遥感，是通过人们主动发射微波来对事物和现象的相关规律进行科学的研究的，符合人们的期望。对雷达回波特征分析能有效了解一种事物或现象发生的前后以及过程，帮助人们有效地预防和在灾害中采取相应的措施，这对生活生产有很大意义。

1 冰雹过程中气流变化的分析

1.1 大气环流的演化趋势

在天气急剧变化的过程中由于地面的气压与高空气压的结合形成的漩涡，冷暖气流在对流层的低层进行辐合，当其运动到高层是发生的主要是辐散，由这两种高强度的辐合和辐散运动强烈是就是产生冰雹的原因。当发生冰雹时，冷中心点和暖中心点受到地形的影响，结合高度场产生的低涡将随着当时的风向以及气压梯度发生变化尤其是在气压相差很大的地方更有利于冰雹的出现。高层风暴顶的辐散现象明显程度也是判断冰雹产生的指标之一。

1.2 冰雹产生过程中大气稳定性的变化情况

在对流层的大气对流中气压变化是一个重要的因子。对流层是由与大气中的冷暖气流的交替是气候多样性的原因，大气层蕴含的不稳定能量是产生冰雹的原因之一。在高气压的高空里，能量和地形相结合产生了强大的气压梯度力，使得在很小的范围类大气中的水汽，温度等的变化速率很快，使得天气再短时间内可以发生很大的改变，充沛的水汽使其迅速产生辐合，冰雹最容易在这种情况下产生。

1.3 对流层能量的变化

位能一般是指具有高度差的两个地方之间能量的差异简称位能，在强对流天气中位能的变化也是很大的。由于环境的破坏导致了气候灾害的频发，强对流中蕴含着强的的能量，可以为人们带来福利亦可产生毁灭性的灾害。由对流层中的强大力量结合空气中的水分就可以产生冰雹，尤其是冷锋的锋面处受到的影响最大。

2 雷达回波的特征

2.1 有界弱波的特征分析

冰雹最基本的就是它的辐合和辐散，在利用遥感对其的分析当中明显的观测到它具有强辐射的中心点，在获取到的数据中可以看见，除此之外它存在着明显的有界弱波区。有界弱波区表明了在形成冰雹的气象中存在着强烈上升的气流，处在快速变化中的强对流云结合空气中的水汽满足冰雹形成的条件。在风场中有气旋的存在使得强回波得以存在和维持的原因，回波的波动范围是反映冰雹活动强弱的表现，旁瓣回波出现在反射因子最强烈的区域范围内，这也表示了旁瓣回波的存在对冰雹有指示性意义。

2.2 冰雹反射率因子的分析

国外在回波反射率强度方面做过不少相关的研究，大量的实验表明反射率和高度之间是有一定规律性的。相关研究表明在雷达回波中的变化过程中，若高层的回波出现一种减弱状态，与此同时底层的回波出现的是加强趋势，而且高层回波的减弱幅度小于底层的增加幅度，此时的状态说明了该气象状况中回波处于的是下沉发展方向，同时也表明了下一阶段容易形成降冰雹或者是强降雨的天气。由此可以通过发射的雷达的高度来获取气象变化中的高层和低层区域，并通过高层的回波演变趋势来判断下一阶段高层和低层的气流发展方向由此来推测接下来可能出现的天气类型。

2.3 垂直气态水的含量与冰雹强度的分析

回波强度的最大值以及其所在的高度是判断冰雹程度的重要指标，在形成冰雹的因子中水汽是必不可为少的一项，根据雷达主动发射微波的特点可以监测到空气中含水量的多少。水汽通量的散度表明了水汽的汇聚情况，大量的数据显示的是水汽含量越高的地方其冰雹形成的概率越大，由于对流层的气旋导致的高空压力以及气压梯度力等相关大气因素急剧变化，导致在该区域的温度也发生了急速的变化，正常情况下会发生冰雹天气或者是强降雨。随着高度的降低，水汽含量会发生相应的变化，从而冰雹的强弱也会改变。

3 结语

在雷达回波的各个因素之间都是相关联的，在进行特征分析的时候要充分考虑到它们之间的相关性，必要的时候采用聚类统计的方法对其进行分析解决问题。雷达的回波中有关于大气中垂直积累水的含量与气流强度的关系，有海拔高度和气流的关系等，只有精确的对这些数据进行科学的研究才会对我们的生活生产起到正真的作用，才会正真的对国民经济起到作用。