摘要：气象雷达具有传统雷达的各类功能，而且它的分辨率更高，对雷电、暴雨、大风、冰雹等强对流天气的发生、发展均能够有效监测与预报预警。新一代天气雷达产品不但可以实时给予各类天气图像信息，而且还可以提供对多类灾害性天气的自动识别以及追踪产品，这些产品对于强对流天气观测预报发挥着极其关键的作用。
关键词：气象雷达产品；强对流天气；监测预报；应用
1 强对流天气监测预报中存在的问题
1.1监测能力不足
强对流天气主要是指短时强降水、雷雨大风、龙卷风以及冰雹等天气现象，有局部性和突发性的特点，所以需要采用高时空分辨率的天气监测网。目前，对强对流性天气进行监测的手段比较有限，只能通过卫星产品、雷达产品和常规地面气象观测数据结合才能对强对流天气进行监测。卫星产品受到时间、尺度的影响，无法对形成时间短、强度强、尺度小的强对流天气系统进行有效的监测。常规地面气象观测是仅对地表的温压湿风等数据的观测，对龙卷风、冰雹这些强对流天气空气尺度在几十米到几千米，时间尺度则在几分钟到十几分钟，监测能力是远远不够的。所以现阶段我国对强对流天气系统的监测预报预警主要依赖雷达产品，卫星产品和常规地面气象观测数据作为辅助使用。
1.2 数值预报模式对对流天气的预报能力不够
早在20世纪初，Bjerknes就将天气预报中存在的问题提升至数学上的初值问题，也就是，联系某个时刻实际测出的气象资料，算出未来某个时刻大气的运动以及状态。但是，发展至今，大气运动方程组还没有解析值，只能计算出它的数值解。现今，不管是全球数值预报模式，还是区域数值模式，对强对流天气的预报还是不够全面的。此外，我国幅员辽阔，地形较为复杂，对数值预报的准确性也会有极大影响。数值模式对强对流的影响是无法清除的。预报业务人员认识到数值模式对强对流天气存在有偏差，但无法对数值模式进行改进。作为数值模式的研究人员，需要加强对强对流天气的演变规律的认识，对初始状态进行全面掌握，循序渐进的进行数值模式的改进工作。
2 气象雷达产品在强对流天气监测预报中的应用
2.1 反射率因子产品
反射率因子产品可以对降水回波的变化特征、强度和运动发展情况进行非常直观地显示，可用于研究积云、层状云、混合云系以及各种影响系统特征的清晰识别。因此，在强对流天气观测中，反射率因子产品得到了广泛的应用。反射率因子产品能更好地为强对流天气预报提供有价值的科学指导，如冰雹、雷暴、暴雨和大风。
2.1.1基本反射率
基本反射率通常是指与回波强度图像产品显示在每一个扫描仰角雷达体积扫描过程中。基本反射率产品主要用于估计降雨、冰雹风暴结构潜力，并确定边界层的位置。本产品为各种类型的雷暴、暴雨、大风的应用非常有利，冰雹等强对流天气观测。
2.1.2 回波顶高与组合反射率因子
回波顶高一般情况下都是指在观测回波强度大于18dBZ反射率因子的时候，和其相对应的上空雷达就可以很好地探测到最高仰角的回波高度，总是会呈现出这样的规律：回波顶越高，系统的强度就会越强。在进行天气预报的时候，回波顶的高度比指定的阈值还要高的情况下就会发生强对流天气。可是如果回波距雷达较近，受静锥区作用，雷达周围的回波顶就会经常出现估计过高现象的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在没有非常科学合理的垂直外推法情况下，更是不能十分准确地确定风暴的最高回波顶。相比较而言，组合反射率因子是一种垂直空气柱当中最大的反射率因子，其投射到笛卡尔网格点上面所产生的一种产品，可以很好地反映出一个体积扫描中最大反射率因子的具体分布情况。
2.1.3 强回波比例
在发生雷暴天气的时候，可以基于0摄氏度下40dBz以上和回波25dBz以上的发展中的雷暴单体的体积百分比来预测雷暴首次出现的时间。根据一些研究结果，在电荷分离过程中扮演重要角色的冰相粒子由于其所处的环境而具有不同的电极形成特性和效率。国内一些学者认为，在液体含水量增加的情况下，会延迟首次放电时间，降低放电位置，降低雷电频率。
2.2 平均径向速度产品
这种产品一般情况下可以对360°方位体积扫描的各径向速度数据进行很好的显示，径向速度通常情况下都是指云雨粒子运动过程中在雷达径向上的分量，径向速度同时还可以非常清晰地导出大气和风暴的具体结构，并且还可以对高空天气分析图的形成、更新和调整起到起到一定的帮助作用。可以说在强对流天气预报各项业务当中，径向速度产品可以作为一种非常重要的参考依据，同时也会对天气条件的分析工作和预报工作的准确性产生一定程度的影响。和以往传统的气象雷达相比较而言，现如今现代化的气象雷达产品具有更大的应用优势，实现了风矢量径向分量，从而可以作为大风天气和雷暴天气预报观测过程中十分有效的工具。
2.3 谱宽数据
谱宽数据实际上指的是速度谱宽度数据，即一个对速离散量的度量。它可以提供由风切变，湍流以及速度样本质量形成的平均径向速度变化的观测值。此外，它也可以用来对定边界的位置进行确定，检查径向测量的有效性，并对湍流的大小进行估测，为强对流天气观测预报业务提供参考指导。
2.4 垂直累积液态含水量（VIL）
垂直累积液态水含量（VIL）通常用降水云来表示，是确定底部网格点垂直柱中液态水总量分布的图像积，用于判别强对流天气和冰雹天气的一类有效的手段。垂直累积液态水含量（VIL）用于识别强对流天气引起的暴雨和冰雹等天气现象。冰雹回波的早期分析和识别通常采用单因子、双因子点图识别和多因子组合参数识别的雷达回波参数，根据回波的形态特征来判断冰雹。近年来，随着垂直累积液态水含量的提出及其在气象观测预报业务中的开发和应用，VIL逐渐发展成为对流风暴强度预报和判断的重要参考依据。
结束语
目前，对强对流天气过程的监测预报手段主要依赖雷达产品，卫星产品和常规地面气象观测数据作为辅助使用。气象雷达具有传统雷达的各类功能，而且它的分辨率更高，对雷电、暴雨、大风、冰雹等强对流天气的发生、发展均能够有效监测与预报预警。新一代天气雷达产品不但可以实时给予各类天气图像信息，而且还可以提供对多类灾害性天气的自动识别以及追踪产品，这些产品对于强对流天气观测预报发挥着极其关键的作用。
参考文献：
[1]殷丽霞.解析基于接近度概念的强对流天气预报方法[J].甘肃农业，2016（22）：25-26.
[2]殷丽霞.论强对流天气监测预报预警技术的发展[J].农业科技与信息，2016（29）：56+58.
[3]阚雨萌，武折章，张万娟.强对流天气分析与预报中的若干基本问题[J].低碳世界，2016（21）：250-251.
[4]徐双柱，韦惠红.关于强对流天气预报的几点思考[J].暴雨灾害，2016，35（03）：197-202.
论文作者:牛雪梅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/18
标签：天气论文; 回波论文; 强对流论文; 反射率论文; 产品论文; 冰雹论文; 因子论文; 《基层建设》2018年第33期论文;