包头地区一次短时强降水的雷达回波分析

赵怡卿　张立媛　黄炜　蔡晴宇

摘 要：积状层状混合性降水云系是包头地区短时强降水的主要云系之一。利用巴彦淖尔、鄂尔多斯和呼和浩特新一代天气雷达回波拼图资料，对2013-09-18—19发生在包头地区的一次大到暴雨天气进行分析，发现积状层状混合性降水云系回波顶高的跃升、维持与地面产生短时强降水有较好的对应关系。这对日常短时临近预报预警有一定的指导意义。

关键词：积状层状；短时强降水；雷达回波；包头

中图分类号：P412.25 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包头地区出现大到暴雨天气，最大降水量在土右旗美岱召镇达85.1 mm，全市90%以上的测站出现降水。其中，59个测站超过30 mm，17个测站超过50 mm。市区降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固阳县降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百灵庙降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，满都拉降水量25.1 mm，达茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天气是由深厚的积状层状混合性降水云系造成的，主要降水时段的平均雷达回波强度为30～40 dBZ，回波顶高为7～8 km。在不同降水时段内，雷达回波强度的大小、范围和回波顶高与地面降水的强弱有直接关系。本文通过分析18日07：00—08：00雷达回波和地面雨晴资料，发现积状层状混合性降水云系中回波顶高的跃升、维持与地面强降水有较好的对应关系。雷暴、大风、冰雹和短时强降水是强对流云系的主要灾害性天气，国内对这类灾害性天气雷达回波的研究较为深入，但积状层状混合性降水云系产生的短时强降水和发生机制的文献并不多。因此，加强混合性降水云系中短时强降水的研究分析，对提高灾害性天气预报预警能力具有重要意义。

1 降水实况

2013-09-18T07：00—08：00，包头市土右旗地区雨量站数据统计为：苏卜盖降水量25 mm、美岱水库降水量24.5 mm、公山湾降水量24.3 mm、水泉煤矿降水量23.3 mm、美岱召镇降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、马留村降水量18.9 mm、脑包沟村降水量18.3 mm，这8个雨量站都位于土右旗东北部。

2 雷达回波分析

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型：积云降水回波、层状云降水回波和积云层状云混合降水回波。在常规雷达上，积状云降水回波被描述为具有密实的结构，而层状云降水回波具有均匀的纹理和结构，积状和层状混合云降水回波具有絮状结构。本文仔细分析了发生在层状云中的一个对流单体所引起的短时强降水，总结了一些主要的雷达回波特征。

2.1 雷达回波的演变

2013-09-18T6：30积状层状云混合降水云系中回波较强的对流云团位于土右旗黄河以南地区，强度为30～40 dBZ，对流云团的回波顶高为5～12 km（图略）。7：00，对流云团越过黄河进入土右旗西南部，强度为30～40 dBZ（见图1-a），云顶高度达14～15 km（见图2-e），并呈圆形结构，预示着在对流云团中部对流呈发展态势。7：12，对流云团整体移过黄河，中心反射率因子最大强度为45 dBZ（见图1-b）。对应的回波顶高达17 km（见图2-f），此高度对应着中纬度地区对流层顶的高度，表明对流云团中对流发展旺盛。7：30，对流云团移至土右旗中部地区（见图1-c），其45 dBZ回波区域正处于美岱召镇南部，对应的云顶高度为18 km（见图2-g）。从7：12和7：30雷达回波对比来看，7：30强度为45 dBZ的区域增大，云顶最大高度增至18 km，位于圆形对流泡的前沿，对流泡后部云顶高14 km，此时上升和下沉气流结构明显。

从7：36开始，对流云团对流发展进入减弱阶段（见图1-d），其45 dBZ区域的回波顶高降至14 km（见图2-h），并向北移动，移至美岱召镇的中部。回波顶高数据的下降，说明云团中的下沉气流在加强，降水强度增大，是短时强降水出现的主要时段。8：00，对流云团大部分位于土右旗北部，其回波形态与前几个时次相比，强度减弱，结构较松散，回波顶高明显下降，但处于美岱召镇东北部和公山湾的云顶高度仍在9 km以上，此时强降水处于结束时段（图略）。

2.2 雷达回波的主要特征

在积状层状云混合降水回波中出现短时强降水时，应重点分析对流云团结构、中心强度和对应的回波顶高等重要指标。从2013-09-18T07：00—08：00雷达回波演变状况分析，短时强降水出现的落区与对流云团的结构、强度、移动路径和云顶高度的演变密切相关，具体表征有以下几点：①对流云团结构密实，大于35 dBZ区域面积为150～200 km2。②对流云团缓慢向东北方向（由平原向山地）移动，移速为25 km/h，有利于抬升气流，促进对流云团中水汽的辐合和输送的增强。③对流云团在移动的过程中，前部的回波强度达到45 dBZ，回波顶高达到12 km以上，最大回波顶高为18 km，已接近中纬度对流层顶的高度。如果云团属积状云，易产生雷雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气。④07：00—08：00对流云团中前部回波顶高≥12 km的区域近似于圆形结构，此结构形态与积状云降水回波的强单体结构形态近似。⑤对流云团移过黄河后，中前部回波顶高出现跳跃式增长。7：00—7：30，回波顶高的最大值由12 km跃增至18 km。自7：36—8：00，对流云团的回波顶高的最大值维持在9～14 km。回波顶高出现跳跃式增长和下塌（维持一定的对流高度）是短时强降水出现的重要条件之一。

3 讨论

关注积状层状云混合降水云系中对流云团的发生和发展，对探测局地短时强降水、洪涝具有重要意义。通过上述探测和分析，初步总结出以下判别指标：①对流云团强度≥40 dBZ，结构密实，移动缓慢（移速20～30 km/h）。②对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）呈圆形结构，并维持一段时间，强度≥45 dBZ，回波顶高≥12 km。③对流团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现跃增，对产生短时强降水极为有利。中纬度对流层顶的高度是判定短时强降水的一个重要指标。④对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现下塌后，平均高度继续维持在9 km以上。⑤对流云团由平原向山地移动或移至山沟峡谷的特殊地形，强度增强，对触发局地产生强降水十分有利。⑥对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）经过的地区是地面降水的大值区。如果积状层状云混合降水云系中存在多个对流云团，对流云团的列车效应对判断局地暴雨也有十分重要的意义。

参考文献

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

〔编辑：李珏〕

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：积状层状混合性降水云系是包头地区短时强降水的主要云系之一。利用巴彦淖尔、鄂尔多斯和呼和浩特新一代天气雷达回波拼图资料，对2013-09-18—19发生在包头地区的一次大到暴雨天气进行分析，发现积状层状混合性降水云系回波顶高的跃升、维持与地面产生短时强降水有较好的对应关系。这对日常短时临近预报预警有一定的指导意义。

关键词：积状层状；短时强降水；雷达回波；包头

中图分类号：P412.25 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包头地区出现大到暴雨天气，最大降水量在土右旗美岱召镇达85.1 mm，全市90%以上的测站出现降水。其中，59个测站超过30 mm，17个测站超过50 mm。市区降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固阳县降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百灵庙降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，满都拉降水量25.1 mm，达茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天气是由深厚的积状层状混合性降水云系造成的，主要降水时段的平均雷达回波强度为30～40 dBZ，回波顶高为7～8 km。在不同降水时段内，雷达回波强度的大小、范围和回波顶高与地面降水的强弱有直接关系。本文通过分析18日07：00—08：00雷达回波和地面雨晴资料，发现积状层状混合性降水云系中回波顶高的跃升、维持与地面强降水有较好的对应关系。雷暴、大风、冰雹和短时强降水是强对流云系的主要灾害性天气，国内对这类灾害性天气雷达回波的研究较为深入，但积状层状混合性降水云系产生的短时强降水和发生机制的文献并不多。因此，加强混合性降水云系中短时强降水的研究分析，对提高灾害性天气预报预警能力具有重要意义。

1 降水实况

2013-09-18T07：00—08：00，包头市土右旗地区雨量站数据统计为：苏卜盖降水量25 mm、美岱水库降水量24.5 mm、公山湾降水量24.3 mm、水泉煤矿降水量23.3 mm、美岱召镇降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、马留村降水量18.9 mm、脑包沟村降水量18.3 mm，这8个雨量站都位于土右旗东北部。

2 雷达回波分析

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型：积云降水回波、层状云降水回波和积云层状云混合降水回波。在常规雷达上，积状云降水回波被描述为具有密实的结构，而层状云降水回波具有均匀的纹理和结构，积状和层状混合云降水回波具有絮状结构。本文仔细分析了发生在层状云中的一个对流单体所引起的短时强降水，总结了一些主要的雷达回波特征。

2.1 雷达回波的演变

2013-09-18T6：30积状层状云混合降水云系中回波较强的对流云团位于土右旗黄河以南地区，强度为30～40 dBZ，对流云团的回波顶高为5～12 km（图略）。7：00，对流云团越过黄河进入土右旗西南部，强度为30～40 dBZ（见图1-a），云顶高度达14～15 km（见图2-e），并呈圆形结构，预示着在对流云团中部对流呈发展态势。7：12，对流云团整体移过黄河，中心反射率因子最大强度为45 dBZ（见图1-b）。对应的回波顶高达17 km（见图2-f），此高度对应着中纬度地区对流层顶的高度，表明对流云团中对流发展旺盛。7：30，对流云团移至土右旗中部地区（见图1-c），其45 dBZ回波区域正处于美岱召镇南部，对应的云顶高度为18 km（见图2-g）。从7：12和7：30雷达回波对比来看，7：30强度为45 dBZ的区域增大，云顶最大高度增至18 km，位于圆形对流泡的前沿，对流泡后部云顶高14 km，此时上升和下沉气流结构明显。

从7：36开始，对流云团对流发展进入减弱阶段（见图1-d），其45 dBZ区域的回波顶高降至14 km（见图2-h），并向北移动，移至美岱召镇的中部。回波顶高数据的下降，说明云团中的下沉气流在加强，降水强度增大，是短时强降水出现的主要时段。8：00，对流云团大部分位于土右旗北部，其回波形态与前几个时次相比，强度减弱，结构较松散，回波顶高明显下降，但处于美岱召镇东北部和公山湾的云顶高度仍在9 km以上，此时强降水处于结束时段（图略）。

2.2 雷达回波的主要特征

在积状层状云混合降水回波中出现短时强降水时，应重点分析对流云团结构、中心强度和对应的回波顶高等重要指标。从2013-09-18T07：00—08：00雷达回波演变状况分析，短时强降水出现的落区与对流云团的结构、强度、移动路径和云顶高度的演变密切相关，具体表征有以下几点：①对流云团结构密实，大于35 dBZ区域面积为150～200 km2。②对流云团缓慢向东北方向（由平原向山地）移动，移速为25 km/h，有利于抬升气流，促进对流云团中水汽的辐合和输送的增强。③对流云团在移动的过程中，前部的回波强度达到45 dBZ，回波顶高达到12 km以上，最大回波顶高为18 km，已接近中纬度对流层顶的高度。如果云团属积状云，易产生雷雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气。④07：00—08：00对流云团中前部回波顶高≥12 km的区域近似于圆形结构，此结构形态与积状云降水回波的强单体结构形态近似。⑤对流云团移过黄河后，中前部回波顶高出现跳跃式增长。7：00—7：30，回波顶高的最大值由12 km跃增至18 km。自7：36—8：00，对流云团的回波顶高的最大值维持在9～14 km。回波顶高出现跳跃式增长和下塌（维持一定的对流高度）是短时强降水出现的重要条件之一。

3 讨论

关注积状层状云混合降水云系中对流云团的发生和发展，对探测局地短时强降水、洪涝具有重要意义。通过上述探测和分析，初步总结出以下判别指标：①对流云团强度≥40 dBZ，结构密实，移动缓慢（移速20～30 km/h）。②对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）呈圆形结构，并维持一段时间，强度≥45 dBZ，回波顶高≥12 km。③对流团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现跃增，对产生短时强降水极为有利。中纬度对流层顶的高度是判定短时强降水的一个重要指标。④对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现下塌后，平均高度继续维持在9 km以上。⑤对流云团由平原向山地移动或移至山沟峡谷的特殊地形，强度增强，对触发局地产生强降水十分有利。⑥对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）经过的地区是地面降水的大值区。如果积状层状云混合降水云系中存在多个对流云团，对流云团的列车效应对判断局地暴雨也有十分重要的意义。

参考文献

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

〔编辑：李珏〕

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：积状层状混合性降水云系是包头地区短时强降水的主要云系之一。利用巴彦淖尔、鄂尔多斯和呼和浩特新一代天气雷达回波拼图资料，对2013-09-18—19发生在包头地区的一次大到暴雨天气进行分析，发现积状层状混合性降水云系回波顶高的跃升、维持与地面产生短时强降水有较好的对应关系。这对日常短时临近预报预警有一定的指导意义。

关键词：积状层状；短时强降水；雷达回波；包头

中图分类号：P412.25 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0140-02

2013-09-18T07：00—2013-09-19T07：00，包头地区出现大到暴雨天气，最大降水量在土右旗美岱召镇达85.1 mm，全市90%以上的测站出现降水。其中，59个测站超过30 mm，17个测站超过50 mm。市区降水量2.1～68.9 mm，土右旗降水量0.3～85.1 mm，固阳县降水量21.0～55.4 mm，石拐降水量18.5～57.9 mm，百灵庙降水量17.3 mm，希拉穆仁降水量14.0 mm，满都拉降水量25.1 mm，达茂旗降水量0.1～32.9 mm。此次降水天气是由深厚的积状层状混合性降水云系造成的，主要降水时段的平均雷达回波强度为30～40 dBZ，回波顶高为7～8 km。在不同降水时段内，雷达回波强度的大小、范围和回波顶高与地面降水的强弱有直接关系。本文通过分析18日07：00—08：00雷达回波和地面雨晴资料，发现积状层状混合性降水云系中回波顶高的跃升、维持与地面强降水有较好的对应关系。雷暴、大风、冰雹和短时强降水是强对流云系的主要灾害性天气，国内对这类灾害性天气雷达回波的研究较为深入，但积状层状混合性降水云系产生的短时强降水和发生机制的文献并不多。因此，加强混合性降水云系中短时强降水的研究分析，对提高灾害性天气预报预警能力具有重要意义。

1 降水实况

2013-09-18T07：00—08：00，包头市土右旗地区雨量站数据统计为：苏卜盖降水量25 mm、美岱水库降水量24.5 mm、公山湾降水量24.3 mm、水泉煤矿降水量23.3 mm、美岱召镇降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、马留村降水量18.9 mm、脑包沟村降水量18.3 mm，这8个雨量站都位于土右旗东北部。

2 雷达回波分析

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型：积云降水回波、层状云降水回波和积云层状云混合降水回波。在常规雷达上，积状云降水回波被描述为具有密实的结构，而层状云降水回波具有均匀的纹理和结构，积状和层状混合云降水回波具有絮状结构。本文仔细分析了发生在层状云中的一个对流单体所引起的短时强降水，总结了一些主要的雷达回波特征。

2.1 雷达回波的演变

2013-09-18T6：30积状层状云混合降水云系中回波较强的对流云团位于土右旗黄河以南地区，强度为30～40 dBZ，对流云团的回波顶高为5～12 km（图略）。7：00，对流云团越过黄河进入土右旗西南部，强度为30～40 dBZ（见图1-a），云顶高度达14～15 km（见图2-e），并呈圆形结构，预示着在对流云团中部对流呈发展态势。7：12，对流云团整体移过黄河，中心反射率因子最大强度为45 dBZ（见图1-b）。对应的回波顶高达17 km（见图2-f），此高度对应着中纬度地区对流层顶的高度，表明对流云团中对流发展旺盛。7：30，对流云团移至土右旗中部地区（见图1-c），其45 dBZ回波区域正处于美岱召镇南部，对应的云顶高度为18 km（见图2-g）。从7：12和7：30雷达回波对比来看，7：30强度为45 dBZ的区域增大，云顶最大高度增至18 km，位于圆形对流泡的前沿，对流泡后部云顶高14 km，此时上升和下沉气流结构明显。

从7：36开始，对流云团对流发展进入减弱阶段（见图1-d），其45 dBZ区域的回波顶高降至14 km（见图2-h），并向北移动，移至美岱召镇的中部。回波顶高数据的下降，说明云团中的下沉气流在加强，降水强度增大，是短时强降水出现的主要时段。8：00，对流云团大部分位于土右旗北部，其回波形态与前几个时次相比，强度减弱，结构较松散，回波顶高明显下降，但处于美岱召镇东北部和公山湾的云顶高度仍在9 km以上，此时强降水处于结束时段（图略）。

2.2 雷达回波的主要特征

在积状层状云混合降水回波中出现短时强降水时，应重点分析对流云团结构、中心强度和对应的回波顶高等重要指标。从2013-09-18T07：00—08：00雷达回波演变状况分析，短时强降水出现的落区与对流云团的结构、强度、移动路径和云顶高度的演变密切相关，具体表征有以下几点：①对流云团结构密实，大于35 dBZ区域面积为150～200 km2。②对流云团缓慢向东北方向（由平原向山地）移动，移速为25 km/h，有利于抬升气流，促进对流云团中水汽的辐合和输送的增强。③对流云团在移动的过程中，前部的回波强度达到45 dBZ，回波顶高达到12 km以上，最大回波顶高为18 km，已接近中纬度对流层顶的高度。如果云团属积状云，易产生雷雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气。④07：00—08：00对流云团中前部回波顶高≥12 km的区域近似于圆形结构，此结构形态与积状云降水回波的强单体结构形态近似。⑤对流云团移过黄河后，中前部回波顶高出现跳跃式增长。7：00—7：30，回波顶高的最大值由12 km跃增至18 km。自7：36—8：00，对流云团的回波顶高的最大值维持在9～14 km。回波顶高出现跳跃式增长和下塌（维持一定的对流高度）是短时强降水出现的重要条件之一。

3 讨论

关注积状层状云混合降水云系中对流云团的发生和发展，对探测局地短时强降水、洪涝具有重要意义。通过上述探测和分析，初步总结出以下判别指标：①对流云团强度≥40 dBZ，结构密实，移动缓慢（移速20～30 km/h）。②对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）呈圆形结构，并维持一段时间，强度≥45 dBZ，回波顶高≥12 km。③对流团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现跃增，对产生短时强降水极为有利。中纬度对流层顶的高度是判定短时强降水的一个重要指标。④对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）的回波顶高出现下塌后，平均高度继续维持在9 km以上。⑤对流云团由平原向山地移动或移至山沟峡谷的特殊地形，强度增强，对触发局地产生强降水十分有利。⑥对流云团中高耸云塔（较强的对流泡）经过的地区是地面降水的大值区。如果积状层状云混合降水云系中存在多个对流云团，对流云团的列车效应对判断局地暴雨也有十分重要的意义。

参考文献

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

〔编辑：李珏〕

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