一、偏振雷达观测强对流雹暴云（论文文献综述）
王子昕[1]（2021）在《多源数据融合算法在一次强对流天气过程中的应用》文中进行了进一步梳理本文利用双多普勒天气雷达（常州站和泰州站）的探测数据,结合常规观测资料和ERA5再分析资料,综合分析了2019年7月6日发生在江苏省的一次强对流天气过程的天气形势和雷达回波强度演变特征。利用上述数据,重点进行了多源气象数据融合算法的试验,来识别强对流天气过程的近地层风场;融合双多普勒天气雷达数据,来探究强对流系统中的雹云结构。试验通过VAP（velocity azimuth processing）技术将雷达径向速度数据反演为矢量风场,并利用典型相关分析的方法（CCA）对雷达径向速度资料反演的风场、再分析资料的风场和自动气象站资料的风场进行数据融合。根据双多普勒雷达径向速度资料反演出的三维流场信息和双雷达融合回波特征,获得了雹云的降雹个例模型。通过以上分析探究,获得的主要结论为:（1）强对流天气过程中,江苏省地区受高空冷涡影响,在高空冷槽、高空急流、低层切变线和地面辐合线的配置条件下,形成了上干冷、下暖湿的层结不稳定结构。（2）通过风场融合试验,获得了强对流系统更加丰富准确的近地层风场信息,与雷达探测的特征对应,消除了反演风场的量级误差,填补了被过滤的风场信息,恢复了气流的旋转特征。融合后的风场资料,能抓住流场的辐合辐散和旋转两个主要特征。（3）通过融合风场的识别:强对流天气系统发展阶段,近地层有气旋性辐合流场,包含中γ尺度气旋和辐合线,与反气旋和辐散相伴。气旋性气流对应着雷达回波中的入流缺口,辐合线位于风暴前沿（移动方向）。强对流天气系统强盛阶段,近地层流场转变为强辐合弱旋转,灾害性天气发生。（4）本次天气过程中,雹云具有典型的强对流单体雷达回波特征:低层存在钩状回波和入流缺口;垂直剖面里,存在有界弱回波区、回波墙和悬垂回波结构;强回波核和回波顶的高度都较高。雹云中层强回波中心处,有明显的“S”型水平流场结构,雹云的低层,是明显的辐合与旋转配置的水平流场。深厚的零线结构是成雹的典型特征。
陆琛[2]（2021）在《儋州龙卷与开原龙卷的多源资料分析》文中认为龙卷发生在强对流天气中,尺度小且发展迅速。多普勒天气雷达探测的时间和空间分辨率高,有利于监测和预警产生龙卷的中尺度天气系统及演变。为研究龙卷的结构与演变,本文综合利用双偏振多普勒天气雷达资料、多普勒天气雷达资料和micaps等天气资料,经过资料预处理,分析了海南儋州龙卷及辽宁开原龙卷的演变过程。对比分析了两类龙卷的热力和动力因素海南儋州龙卷和辽宁开原龙卷的天气背景和热力因素的差异,龙卷气旋分别处于东风带和西风带系统,发生时间分别在凌晨和下午,儋州龙卷形成的主要因素是动力抬升,开原龙卷热力因素为主,附近的海面给低层带来了充足的水汽,从而形成强对流天气的不稳定特征。在强对流天气的大气物理量诊断时,不仅使用了T-log P图分析对流指数,而且还利用风矢-位温（V-3?）图分析发生龙卷等强对流天气的大气能量结构特征,两例龙卷产生前皆有对流层顶的超低温层和中层强降温层特征,开原龙卷的“蜂腰”图像特征及附近地区的不稳定特征较儋州龙卷更为明显且持久,为龙卷等强对流天气的潜势预测提供更多的依据。双线偏振雷达的双偏振参量相比于单偏振多普勒雷达的基数据能获得更多信息。对龙卷发生前后的速度回波的分析,凸显了中气旋和龙卷涡旋特征（TVS）及特征的演变,速度对清楚,龙卷从空中向地面发展。研究发现,龙卷及地时出现了TVS的速度对呈反气旋旋转,这个回波特征验证了龙卷涡管的三维结构。儋州龙卷的双偏振参量相比开原龙卷的单偏振信息,可以显示出龙卷碎片特征（TDS）,能更好的监测龙卷的位置和强度,为多普勒天气雷达在龙卷演变的监测预警提供了关键信息。
刁秀广,杨传凤,张骞,吕庆利[3]（2021）在《二次长寿命超级单体风暴参数与ZDR柱演变特征分析》文中研究指明基于济南S波段双偏振多普勒天气雷达探测数据,结合探空和地面实况资料,对两次长寿命超级单体的风暴参数及ZDR柱演变特征进行了分析。结果表明,两次过程具有强的热力不稳定,中等强度以上垂直风切变和对流有效位能,利于高组织性的风暴产生与维持。两次超级单体风暴历时超过4 h,≥60 dBZ反射率因子维持时间都超过3 h,最大反射率因子（DBZM）平均值65.8 dBZ,同时都具有较大的基于单体的垂直累积液态含水量。两次强风暴移动方向基本一致,但移动速度差别明显,导致移速差异的主要因素是500 hPa引导气流的风速差异明显。差分反射率因子ZDR柱表现为环境0℃层高度以上的ZDR大值区,位于风暴的强上升气流区内,表明风暴强上升气流区内存在直径偏大的扁状雨滴或少许水平定向的湿冰粒子,ZDR柱对应的相关系数偏低,主要是混合相态粒子的存在所导致。ZDR柱出现之后风暴快速发展,ZDR柱消失后风暴逐渐减弱,ZDR柱的出现可作为冰雹预警的指标之一。ZDR柱的出现表明风暴内部上升气流的强度增强、高度增高,预示着风暴会迅速发展。ZDR柱的消失说明风暴内部强上升气流的强度减弱、高度迅速降低,预示着风暴质心将要降低,风暴强度将要减弱。两次风暴ZDR柱顶部高度有明显差别,但与0℃层高度的差值没有明显差别。
黄海迅,周筠珺,曾勇,邹书平,杨哲[4]（2021）在《基于X波段双线偏振雷达的贵州威宁雹胚演变特征研究》文中研究说明为探究贵州省威宁地区雹暴过程中雹胚粒子的演变特征,本文在对X波段双线偏振雷达数据经过退折叠、滤波、自适应衰减订正后,运用Barnes插值方法对偏振参量进行插值,并结合模糊逻辑算法进行水成物粒子识别,然后对威宁县的两次典型雹暴过程进行了系统的分析,得到以下结论:（1）两次过程中高密度霰的来源均为冰晶聚合物和冻滴,低密度霰粒子的来源均为冰晶粒子;单体雹暴过程中高密度霰粒子对冰雹的产生贡献最大,多单体雹暴过程中低密度霰粒子对冰雹的产生贡献最大。（2）多单体雹暴中,衰减单体的高空辐合以及低空辐散对发展单体的雹胚形成有促进作用。（3）单体雹暴降雹前:低密度霰粒子数量近乎不变;由于冰晶聚合物增多使得消耗过冷水粒子速度加快,导致过冷水粒子减少,而且有部分高密度霰粒子坠落至地面,导致高密度霰粒子数量减少,每分钟减少的距离库数为10;降雹时:高密度霰粒子淞附过冷水粒子增长形成冰雹,导致高密度霰粒子减少,每分钟减少的距离库数为12.1;而在"贝吉龙过程"（即Wegener-Bergeron-Findeisen过程,简称WBF）以及冰晶聚合物的淞附作用下,低密度霰粒子迅速增多,每分钟增加的距离库数为36;降雹后:低密度霰粒子坠落,数量快速减少,每分钟减少的距离库数为36.6;低密度霰粒子在下降过程中淞附过冷水、冰晶聚合物等粒子转化成高密度霰粒子,导致高密度霰粒子总量几乎不变,每分钟增加的距离库数为2。（4）多单体雹暴降雹前与单体雹暴类似,不同的是在消散单体的促进作用下,发展单体的发展速度、雹胚数量、回波强度均高于单体雹暴;降雹时:低密度霰粒子在下落过程中淞附过冷水滴增长形成冰雹,导致数量迅速减少,每分钟减少的距离库数为62.6;高密度霰粒子数量增加,每分钟增的距离库数为16.5;由成熟到降雹的时间比单体雹暴长15分钟左右;降雹后与单体雹暴类似。（5）通过对威宁地区雹暴机制的分析,分别建立了单体雹暴、多单体雹暴的概念模型。本文针对两种典型雹暴的各个过程中雹胚的演变特征研究得到了初步结果,这对于雹暴预警、预报以及人工消雹具有较高的应用价值。
刁秀广,郭飞燕[5]（2021）在《2019年8月16日诸城超级单体风暴双偏振参量结构特征分析》文中研究指明利用青岛S波段双偏振多普勒天气雷达探测资料和常规气象观测资料以及区域自动气象站观测资料,对2019年8月16日发生在山东省诸城市的一次长寿命超级单体风暴双偏振结构特征进行了分析。结果表明:超级单体风暴发生在东北冷涡和地面中尺度辐合线共同作用背景之下,对流有效位能偏低,但风垂直切变非常强,这种配置有利于超级单体风暴的形成与维持。诸城超级单体风暴持续3 h左右并伴有深厚持久的中气旋,旺盛阶段最强反射率因子、基于单体的垂直累积液态含水量、强中心高度和单体顶部高度平均分别为74.1 dBz、67.9 kg/m2、6.3 km和11.3 km。对偏振特征分析表明,风暴低层60 dBz以上回波区对应偏小的差分反射率(Zdr)、小的相关系数（CC）和大的差分相移率(Kdp),湿（或干）冰雹和液态雨滴共存。此外,低层入流缺口附近有明显Zdr弧存在。风暴中层强上升气流区内有明显的有界弱回波区,其顶部达到7 km左右。有界弱回波区内相关系数较小,其周围有明显的Zdr环和CC环,Zdr环顶部达到-10℃层高度。0℃层高度之上存在深厚的Zdr柱和Kdp柱,顶部都达到-20℃层高度,Zdr柱位于有界弱回波区东侧,Kdp柱位于西侧。-10—-20℃层,Zdr柱对应强的水平极化反射率因子（35—60 dBz）和小的差分相移率,表明含有少数偏大的液态或湿冰粒子,而Kdp柱对应更强的水平极化反射率因子（55—72 dBz）和小的差分反射率,表明含有一定数量的小的液态或（和）湿冰粒子及大的冰雹粒子。风暴低层强反射率核后侧径向上如果出现显着差分反射率负值区,可作为特大冰雹（直径≥50 mm）的识别依据;如果对应异常大的差分相移率,表明含有浓度较高的雨滴和包有水膜的冰雹粒子。
刘帆,高萌,王瑾婷[6]（2021）在《不同波段雷达在咸阳冰雹过程中的应用分析》文中研究表明利用常规气象观测资料、探空资料、NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6 h再分析资料、西安C波段新一代天气雷达和旬邑X波段双偏振天气雷达资料,对2018年6月13日发生在咸阳北部的一次冰雹天气进行雷达回波特征和成因分析。结果表明,该次冰雹发生在高层冷空气下滑、中低层存在辐合上升运动的环境背景下,降雹出现在冷涡底后部,较强对流不稳定能量、较好的热力不稳定条件和一定的垂直风切变为冰雹的发生提供了有利条件。西安C波段雷达和旬邑X波段雷达的反射率因子均表现出冰雹的弱回波区和三体散射特征,但两部雷达的回波特征有所差别:在同一高度上旬邑X波段雷达的回波强度比西安C波段雷达的弱;VIL的骤增、差分反射率因子ZDR、差分传播相移因子KDP、零延迟相关系数RHV等偏振参量对冰雹的指示性也较好,当VIL最大值达到40 kg/m2、密度高于3.5 g/m3,ZDR为0或负值,RHV迅速降低,KDP接近于0,可判定冰雹生成。
郄秀书,袁善锋,陈志雄,王东方,刘冬霞,孙萌宇,孙竹玲,Abhay SRIVASTAVA,张鸿波,卢晶雨,肖辉,毕永恒,冯亮,田野,徐燕,蒋如斌,刘明远,肖现,段树,苏德斌,孙成云,徐文静,张义军,陆高鹏,Da-Lin ZHANG,银燕,余晔[7]（2021）在《北京地区雷电灾害天气系统的动力-微物理-电过程观测研究》文中认为在国家"973"项目"雷电重大灾害天气系统的动力-微物理-电过程和成灾机理"（简称:雷暴973）资助下,2014～2018年连续五年在北京组织开展了雷电（也称闪电）灾害天气系统的暖季综合协同观测实验,旨在获得对北京及周边城市群区域的雷电天气系统特征和规律的实际认识,探索雷电资料在数值预报模式中的同化方法,以期改进雷电重大灾害天气系统的预报效果.主要观测设备包括:由16个子站构成的雷电（全闪）三维定位系统、2台X波段双线偏振多普勒雷达和4台激光雨滴谱仪等,协同观测还充分利用了中国气象局在京津冀地区的中尺度气象观测网.观测结果表明,受地形和环境条件影响,飑线和多单体雷暴是影响北京地区的两类主要的雷电灾害天气系统,它们除产生频繁的雷电活动外,还常伴随突发性局地短时强降水和冰雹,造成城区突发洪涝灾害.雷电密度的高值区位于北京昌平区东部、顺义区的中部和东部以及中心城区.超强雷暴（占总雷暴数的5%）、强雷暴（占比35%）和弱雷暴（占比60%）对总雷电分布的贡献分别为37%、56%和7%.北京城区的热岛效应对过境雷暴增强产生了重要作用,超强雷暴在中心城区的雷电频数可以高达每分钟数百次.雷电活动与雷暴云的热动力、微物理特征之间存在紧密联系,因此雷电频数可以作为冰雹、短时强降水等灾害性天气的指示因子.在对流可分辨数值预报模式中,建立并引入雷电资料同化方案,通过调整或修正模式的热动力和微物理参量,可明显提高模式对强对流和降水的预报效果.
刘泽[8]（2020）在《暖云降水主导的暴雨过程和超级单体闪电活动对比研究》文中提出综合利用三维全闪观测数据和双偏振雷达数据,结合雷达风场反演以及降水反演技术,本文对发生于2017年5月7日广东的一次暖云降水主导的暴雨过程的闪电活动特征及其与雷暴结构关系进行了研究。同时与2010年5月10日（世界时）发生在美国俄克拉荷马州的一次超级单体聚合体过程的闪电活动及其与雷暴结构的时空关系进行对比分析,深化对不同类型雷暴过程闪电活动规律和特征的认识,为闪电资料分析应用以及雷电预警预报研究提供参考。论文的主要研究结果如下:（1）暴雨过程整体对流和闪电活动较弱,40 d BZ回波顶高大多数情况不超过–10℃层,对应平均闪电频数约为3个min–1。超级单体聚合体过程则具有极强的对流,40 d BZ回波顶高普遍超过–40℃层,其平均闪电频数约为234个min–1,远大于暴雨过程。暴雨过程和超级单体聚合体过程电荷结构的差异导致它们的闪电活动特征存在不同。暴雨过程宏观上具有三极性的电荷结构,主要产生负地闪,正地闪占比仅约11%。04:00:00之后电荷区高度明显降低,下部正电荷区减弱以及上部正电荷区更多的参与放电使得正地闪比例由之前的3%升高至29%。超级单体聚合体过程宏观上的电荷结构表现为反极性,其正地闪比例高达56.7%。与此同时,暴雨过程的地闪比例约23%,而超级单体聚合体过程的地闪比例仅约1.07%。讨论认为,超级单体强动力过程可能导致大小电荷区交错分布的形态,不利于地闪的产生。（2）暴雨过程和超级单体聚合体过程主要闪电活动区与降水区的对应具有相似性,但其原因存在差异。研究发现,两个过程中高频次的闪电活动主要对应地面具有相对较弱降水的区域。暴雨过程中闪电放电活动主要出现在强反射率柱的边缘或者距离强反射率柱较远的弱反射率因子区域,它们的下方对应着相对较弱的降水。超级单体过程在前期闪电活动主要出现在倾斜强反射率柱的上端,由于结构倾斜的特征,其下方对应的降水相对而言较小。超级单体成熟阶段,由于云面积的大幅扩展以及大量带电粒子的输送,相对较弱降水区出现了更多的累积闪电活动。（3）暴雨过程和超级单体聚合体过程闪电起始点和闪电击穿通道位置处雷达网格对应的主要带电粒子比例有明显不同。暴雨过程闪电放电位置处对应的主要带电粒子是干雪,霰的比例较低,闪电脉冲放电事件（Lightning Pulse Discharge Event,简称LPDE）和闪电起始点对应位置处带电粒子为干雪的占比为81%和87%,霰的占比则为9%和8%。而超级单体聚合体过程闪电放电位置对应的主要带电粒子为霰和干雪,霰的占比稍高。闪电辐射源和闪电起始点对应霰主导的网格占比为43%和49%,干雪占比则为38%和39%。（4）暴雨过程和超级单体聚合体过程显着的对流强度差异也影响了两者闪电活动和降水相关关系的不同,暴雨过程整体对流较弱,对流的增强会对最大降水强度和闪电频次造成明显影响,所以总闪频数和最大降水强度在时间上具有较好的相关性。超级单体聚合体过程中整体对流很强,降水和放电都和冷云过程相关,总闪频数和降水量之间具有更好的相关性。暴雨过程暖云降水主导,使得单个闪电对应降水量为107 kg fl–1量级,比超级单体聚合体单个闪电表征降水量的106kg fl–1高出一个量级。（5）暴雨过程和超级单体聚合体过程的主要放电区域和主要起电区域的对应关系可能存在不同。暴雨过程较弱的对流使得起电较弱,同时由于带电粒子被向外输送,使得在主要的起电区难以形成能有效支撑频繁闪电放电的高密度电荷区。而带电粒子在起电区外围弱对流区域(分析发现,暴雨过程的闪电放电位置集中对应弱上升和下沉气流,垂直流场速度–4到4 m s–1的范围LPDE和闪电起始点占比分别为74%和67%)的聚集反而更有利于形成高密度电荷区,支撑更多的闪电放电活动。超级单体则不同,在具有强气流的区域（前期上升气流、后期夹卷、切变气流区）具有极强的起电效率,带电粒子虽然也向外平流输送,但是冰相过程以及起电的速度足够快,能够始终维持起电区具有最大的电荷密度,从闪电辐射源密度看,相应位置也有更频繁的闪电放电活动。研究就此给出了概念模型。
江慧远[9]（2020）在《福建东南地区双偏振雷达的强对流特征及风场分析》文中进行了进一步梳理我国东南沿海地区常出现冰雹、台风等灾害性强对流天气,双偏振多普勒天气雷达具有探测强对流天气的强度和风场结构以及降水相态分布的优势,在监测和预警灾害性天气中发挥了重要作用。本文使用厦门S波段双偏振多普勒天气雷达,研究强对流特征及风场分析。首先对偏振参量的数据进行分析和质量控制,根据历史数据对厦门偏振雷达地物回波进行统计,对地物杂波及受地物影响的区域进行填充。为了研究双偏振雷达在强对流中的应用,本文对不同季节的多个超级单体、普通降雹单体、非降雹单体的发展和成熟阶段的观测特征进行对比分析。主要研究内容和结论包括:（1）本文使用经过硬件标定的厦门双偏振雷达资料,发现厦门双偏振雷达受信噪比SNR（Signal-to-noise ratio）影响明显,当SNR小于22.0d B时,偏振量稳定性变差,数据质量不可信。数据订正后,可用的SNR阈值为17.0d B。厦门雷达天线的旋转关节对偏振参量的影响有限,ZDR、ΦDP的系统误差随方位角波动明显。通过厦门双偏振雷达统计的地物位置,剔除层状云和对流云的回波,根据雷达回波在垂直方向上的连续性,对地物位置以及在地物径向沿远离雷达方向、受地物遮挡及衰减区域进行填充,减少地物回波对雷达数据质量造成的影响,使得反射率因子更具连续性。（2）利用厦门S波段双偏振雷达资料及探空资料,分析了2016年12月21日福建漳州的冬季冰雹回波特征。发现在降雹过程中,最强回波达69d BZ,三体散射回波径向长度达16km,旁瓣回波切向宽达20km,低层的钩状回波与入流缺口明显;冰雹区的差分反射率因子ZDR和差分相位常数KDP数值小,冰水混合区的相关系数ρhv较低。分析表明:此冬季冰雹个例虽是非典型的超级单体,但存在超级单体的部分偏振回波特征,回波前侧下沉气流存在ZDR弧,可延伸到中层,在入流缺口和后侧下沉气流处,ZDR柱和KDP柱成对出现,中层存在ρhv的低值环。（3）通过厦门S波段双偏振业务雷达观测到的超级单体、普通降雹单体和非降雹单体三个不同程度的强对流个例,分析它们在发展、成熟阶段出现的双偏振参数特征差异,包括差分反射率(ZDR)、差分相位常数(KDP)、相关系数(ρhv)等:ZDR柱和KDP柱反映了不同程度强对流单体内部普遍存在的动力特征;超级单体和普通降雹单体在近地层存在表征入流区的ρhv谷特征;此外在超级单体成熟阶段低层还出现了ZDR弧、KDP印,以及高层对应着大冰雹的ZDR和ρhv低值区等特征,大冰雹区域外沿径线远端出现的ZDR大值区,与冰雹三体散射的TBSS有关,是水平偏振与垂直偏振电磁波被冰雹散射到地面,又被地面反射回冰雹中造成的反射能量差异所致。ZDR柱不仅用于识别上升气流,还具有预测强对流云体未来发展趋势的能力,利用ρhv谷识别强单体的入流区,KDP柱、KDP印及其空缺识别强降水及大冰雹区。因此,通过识别双偏振参量特征,在一定程度上可提高强对流短临预警预报、人工防雹等方面的应用潜力。（4）本文基于厦门S波段双偏振多普勒天气雷达资料和双雷达风场分析降水场气流结构特征,对冰雹云超级单体的发展和成熟阶段的微物理特征和动力结构进行分析。发展阶段,低仰角能观测到ρhv谷,中层仰角观测到ZDR柱和KDP柱;ZDR柱对应着大滴粒子,与粒子相态识别结果相符。成熟阶段,云体移动方向前侧观测到ZDR弧及KDP印,Z高值,ZDR低值以及KDP的缺值可以识别云中的大冰雹区,对应粒子识别结果也是雨加雹。高层出现的ρhv低值,Z高值及ZDR负值区,该区域可以表征为冰雹区,与粒子识别算法结果一致。冰雹云发展阶段,低层水平流场出现气旋性辐合,云体内部形成较强的上升运动。成熟降雹阶段,低层水平维持气旋性流场的同时,高层出现反气旋性流场。降雹时段,出现明显的下沉气流,强回波底及地。产生“红包黑”偏振现象是由于冰雹单体受西南风暖湿气流影响,且垂直风切较大,有利于冰雹的湿增长,进而发展成大冰雹。产生“ZDR大值”偏振现象的冰雹多为中小冰雹。
魏玮[10]（2019）在《冬季降水过程的C波段双线偏振雷达资料分析》文中研究说明国内利用新一代多普勒天气雷达已经开展了较多冬季天气过程的分析研究,但使用双线偏振雷达分析冬季天气过程及识别冬季降水粒子相态的研究案例较少。随着国内雷达网逐渐升级到双线偏振雷达,如何将偏振参量应用于冬季业务预报,提高临近预报能力成为了目前需要解决的问题。冬季天气过程气温较低,冷空气比较活跃,零度层亮带结构多变,不易于分析。而且夏季冰雹等降水粒子的雷达偏振参量差别较大,容易区分与识别,但冬季天气过程中某些类型降水的偏振参量差别较小,给过程分析带来困难。本论文利用杭州临安C波段双线偏振雷达观测的2015年12月5日一次降雪过程资料及地面和探空资料,通过提出的基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法和降雪累计时间统计方法,分析了雷达参量、零度层亮带的时空演变及统计的降雪累计时间分布特征,并与地面和探空资料对比,探索了双线偏振雷达在冬季降雪预报中的优势,为利用模糊逻辑算法识别降水粒子相态提供对比参考。其次,本论文还利用杭州临安C波段双线偏振雷达数据,将探测的ZH、ZDR、ρHV雷达参量、纹理参数、大气环境温度及通过创新的零度层亮带识别方法获取的融化层高度信息作为输入变量,建立了适用于冬季天气过程的降水粒子相态模糊逻辑识别算法。同时,由于雷达海拔较高,模糊逻辑算法识别出的相态并不代表地面结果,结合雷达高空识别结果又建立了一套适用于地面降水粒子相态识别算法。最终,选取多个典型冬季天气过程进行识别效果分析,并验证了算法的合理性、适用性和可靠性。基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法是定性的判断降水粒子分布,而降水粒子相态模糊逻辑识别算法是定量的、更精细的识别粒子相态。所得主要结论如下:（1）部分冬季天气过程中零度层亮带为偏离雷达站的不规则环状或者线状;零度层亮带在某些方位并不是水平的,而且在某些时刻还有垂直零度层亮带存在。零度层亮带的演变与地面和探空温度的空间、时间变化一致,当零度层亮带高度下降时,地面也伴随降温,零度层高度降低。根据实际天气过程特点改进的零度层亮带识别方法能够准确的判断常规环形亮带和非常规环形亮带类型,并可靠的计算出融化层顶高和底高,为降水粒子相态识别奠定坚实的基础。（2）冬季天气过程中,利用基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法能够基本确定不同降水粒子相态分布情况,从而可以分析不同粒子雷达回波区的差异。雨、雪的最大回波强度相比夏季连续性降水回波偏弱,两者的差分反射率因子和相关系数差别不大,导致在使用模糊逻辑法识别两种降水粒子时存在一定难度。但在冬季降水粒子相态模糊逻辑识别算法中引入了纹理参数、融化层顶高和底高、环境温度参量,能够准确、合理地识别出雨、干雪、湿雪等降水粒子。将降水粒子相态模糊逻辑识别算法与基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法获得的相态分布结果对比,两者基本一致。（3）结合高空降水粒子相态和湿球温度廓线并考虑地面海拔高度的地面降水粒子相态识别算法能够获得准确的地面相态识别结果,反应出天气过程变化趋势。通过与中国地面重要天气要素资料中各个国家地面气象观测站记录的实时天气现象进行对比,地面识别结果与站点所记录的天气现象基本一致。（4）仅利用雷达参量和纹理参数识别高空降水粒子相态时,由于干雪、冰晶、雨的隶属函数存在明显的重叠区域,导致识别三类粒子十分困难。利用雷达参量、纹理参数与融化层顶高和底高识别高空降水粒子相态时,算法对干雪、湿雪和雨的识别能力得到显着提升。部分过程中湿雪和雨的识别准确率能达到100%,误识别率接近于0%,展现了参量配对方案对两类降水粒子的极强识别能力,但对干雪、冰晶的识别能力仍然较弱。利用雷达参量、纹理参数与环境温度识别高空降水粒子相态时,对冰晶的误识别率为所有参量组合最低,参量配对方案具有识别冰晶的明显优势。由于干雪、雨等降水粒子的环境温度隶属函数也存在重叠区域,当环境温度在0°C左右时,很难区分干雪、湿雪和雨。
二、偏振雷达观测强对流雹暴云（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、偏振雷达观测强对流雹暴云（论文提纲范文）
（1）多源数据融合算法在一次强对流天气过程中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 强对流系统、雹云的国内外研究进展 |
| 1.2.2 多源气象数据融合方法的国内外研究进展 |
| 1.2.3 多普勒雷达风场反演的国内外研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构 |
| 第二章 资料和方法 |
| 2.1 资料来源和处理 |
| 2.2 方法介绍 |
| 2.2.1 单多普勒雷达风场反演方法 |
| 2.2.2 多源风场数据融合算法 |
| 2.2.3 双多普勒雷达风场反演算法 |
| 2.3 本文技术路线 |
| 第三章 个例概况和天气形势 |
| 3.1 个例概况 |
| 3.2 天气形势分析 |
| 3.3 强对流系统雷达探测特征 |
| 3.3.1 雷达回波强度演变特征 |
| 3.3.2 雷达径向速度演变特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多源数据融合在强对流天气中近地层风场的识别应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多源风场数据融合算法的可行性探讨 |
| 4.3 多源风场数据融合算法试验 |
| 4.3.1 14:00 融合风场分析 |
| 4.3.2 16:00 融合风场分析 |
| 4.3.3 18:00 融合风场分析 |
| 4.3.4 20:00 融合风场分析 |
| 4.4 多源资料融合后风场的动力学意义 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双多普勒雷达数据融合在雹云结构中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双多普勒雷达数据融合准备 |
| 5.3 雹云三维流场与回波场结构探究 |
| 5.3.1 低层流场特征 |
| 5.3.2 中层流场结构 |
| 5.3.3 垂直剖面特征 |
| 5.3.4 三维立体结构 |
| 5.4 雹云的降雹个例模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来展望与讨论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（2）儋州龙卷与开原龙卷的多源资料分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 资料及数据预处理 |
| 2.1 双偏振多普勒雷达及资料简介 |
| 2.2 其它资料和方法简介 |
| 2.3 资料预处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 儋州龙卷的天气背景及双偏振雷达回波分析 |
| 3.1 2019年8月29 日海南儋州龙卷的天气背景及大气能量结构 |
| 3.1.1 龙卷事件概况 |
| 3.1.2 海南省地形及影响 |
| 3.1.3 天气背景 |
| 3.1.4 卫星云图 |
| 3.1.5 物理量诊断 |
| 3.2 海南儋州龙卷的双偏振雷达回波特征 |
| 3.2.1 反射率因子特征 |
| 3.2.2 径向速度特征 |
| 3.2.3 速度谱宽特征 |
| 3.2.4 双偏振参量特征 |
| 3.2.5 风暴发展不同阶段的雷达回波参量变化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 2019年7月3 日辽宁开原龙卷分析 |
| 4.1 2019年7月3 日辽宁开原龙卷概况及天气背景 |
| 4.1.1 龙卷事件概况 |
| 4.1.2 天气背景 |
| 4.1.3 静止卫星云图的演变 |
| 4.1.4 对流指数与T-log P图 |
| 4.1.5 V-3?图 |
| 4.2 多普勒雷达回波特征分析 |
| 4.2.1 反射率因子特征 |
| 4.2.2 径向速度特征 |
| 4.2.3 速度谱宽特征 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 总结与讨论 |
| 5.1 开原龙卷与儋州龙卷的对比 |
| 5.2 全文总结 |
| 5.3 创新点 |
| 5.4 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）二次长寿命超级单体风暴参数与ZDR柱演变特征分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 实况与环境物理量 |
| 3 ZDR柱的识别 |
| 3.1 PPI特征 |
| 3.2 垂直剖面（VCS）特征 |
| 4 风暴参数演变特征 |
| 4.1 0510风暴演变特征 |
| 4.2 0816风暴演变特征 |
| 4.3 0510和0816风暴的对比分析 |
| 5 结论 |
（4）基于X波段双线偏振雷达的贵州威宁雹胚演变特征研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 数据来源和预处理 |
| 2.1 数据来源 |
| 2.2 数据预处理 |
| 2.2.1 滤波效果 |
| 2.2.2 衰减订正效果 |
| 2.3 水成物粒子识别 |
| 2.3.1 选择参数 |
| 2.3.2 水成物粒子分类 |
| 2.3.3 选取成员函数 |
| 3 识别效果验证 |
| 4 个例1分析 |
| 4.1 发展阶段 |
| 4.2 成熟阶段 |
| 4.3 消散阶段 |
| 5 个例2分析 |
| 5.1 发展阶段 |
| 5.2 成熟阶段 |
| 5.3 消散阶段 |
| 6 讨论与结论 |
（6）不同波段雷达在咸阳冰雹过程中的应用分析（论文提纲范文）
| 1 天气过程概况 |
| 2 天气背景分析 |
| 2.1 主要形势及影响系统 |
| 2.2 探空分析 |
| 3 雷达特征分析 |
| 3.1 雷达回波特征 |
| 3.2 垂直液态水含量 |
| 4 X波段雷达偏振参量分析 |
| 4.1 偏振参量的表现特征 |
| 4.2 冰雹粒子的识别特征 |
| 5 结论与讨论 |
（7）北京地区雷电灾害天气系统的动力-微物理-电过程观测研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 雷电灾害天气系统协同观测实验和主要仪器设备 |
| 3 三种不同类型的典型雷电天气系统 |
| 3.1 2015年7月27日飑线过程 |
| 3.2 2016年6月10日多单体冰雹云过程 |
| 3.3 2017年8月11日超级单体 |
| 4 雷电的空间分布及城市热岛效应对雷电和雷暴强度的可能影响 |
| 5 雷电对强对流灾害事件的预警和雷电资料的同化应用 |
| 6 结论和展望 |
（8）暖云降水主导的暴雨过程和超级单体闪电活动对比研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 闪电活动基本特征 |
| 1.2.2 闪电发展特征及其与雷暴结构 |
| 1.2.3 闪电活动与雷暴云结构特征参量间关系 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 数据资料和方法以及个例介绍 |
| 2.1 暴雨过程及其使用数据资料和方法 |
| 2.1.1 暴雨过程概况 |
| 2.1.2 三维闪电观测数据 |
| 2.1.3 双偏振雷达数据和反演 |
| 2.1.4 地闪定位数据 |
| 2.1.5 地面自动站降水数据 |
| 2.2 超级单体聚合体过程及其使用数据资料和方法 |
| 2.2.1 超级单体聚合体过程概况 |
| 2.2.2 三维闪电观测数据 |
| 2.2.3 双偏振雷达数据和反演 |
| 2.3 文中涉及参数说明 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 暴雨过程分析 |
| 3.1 闪电活动特征 |
| 3.2 闪电活动与云结构 |
| 3.2.1 闪电活动与降水的位置关系 |
| 3.2.2 闪电活动对应水成物粒子 |
| 3.2.3 闪电活动对应垂直流场 |
| 3.3 闪电活动和降水结构的相关性分析 |
| 3.3.1 闪电活动与雷达回波的量化关系 |
| 3.3.2 闪电活动与降水的量化关系 |
| 3.4 有闪电和无闪电的强降水单体特征对比 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 超级单体聚合体过程分析 |
| 4.1 闪电活动特征 |
| 4.2 闪电活动与云结构 |
| 4.2.1 闪电活动与降水的位置关系 |
| 4.2.2 闪电活动对应水成物粒子 |
| 4.3 超级单体聚合体过程闪电活动和降水结构的相关性分析 |
| 4.3.1 闪电活动与降水的时空关系 |
| 4.3.2 同一对流区域最大降水强度和最大闪电频数的关系 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 暴雨过程和超级单体过程对比分析和讨论 |
| 5.1 暴雨过程和超级单体过程闪电活动特征的对比 |
| 5.2 讨论 |
| 5.2.1 对流强度对比 |
| 5.2.2 闪电活动特征及其与动力和微物理过程的关系 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结果 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 存在的不足及未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）福建东南地区双偏振雷达的强对流特征及风场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 双偏振雷达特点及其参量的物理意义 |
| 1.3 国内外双偏振雷达的研究进展 |
| 1.4 问题的提出 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 厦门S波段双偏振雷达数据质量分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分析方法 |
| 2.3 噪声对ρ_(hv)、ZDR的影响和订正效果 |
| 2.4 Z_(DR)和 Φ_(DP)随方位角变化特征 |
| 2.5 厦门雷达地物特征及订正 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 一次冬季冰雹的双偏振多普勒雷达回波分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 天气形势分析 |
| 3.3 反射率因子和径向速度回波特征 |
| 3.4 双偏振回波特征 |
| 3.4.1 差分反射率因子Z_(DR)回波分析 |
| 3.4.2 差分相位常数K_(DP)和相关系数ρ_(hv)回波分析 |
| 3.4.3 偏振特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同强度对流云S波段双偏振雷达观测分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超级单体 |
| 4.2.1 近地层偏振回波特征 |
| 4.2.2 中层偏振回波特征 |
| 4.2.3 近地层-中层偏振回波特征 |
| 4.3 普通降雹单体 |
| 4.4 非降雹单体 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双偏振雷达对冰雹的偏振分析及风场分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分析方法 |
| 5.2.1 风场反演方法 |
| 5.2.2 粒子相态识别算法 |
| 5.3 福建雷达拼图及葵花8卫星观测概况 |
| 5.4 偏振回波分析 |
| 5.4.1 近地层偏振回波特征 |
| 5.4.2 中层偏振回波特征 |
| 5.4.3 近地层-中层偏振回波特征 |
| 5.5 风场分析 |
| 5.6 两种偏振现象对比分析 |
| 5.6.1 两种偏振现象实况冰雹对比 |
| 5.6.2 天气形势对比分析 |
| 5.6.3 多个物理量对比分析 |
| 5.6.4 偏振回波特征 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）冬季降水过程的C波段双线偏振雷达资料分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 资料和预处理 |
| 2.1 资料 |
| 2.2 资料预处理 |
| 第三章 冬季降雪天气过程个例分析 |
| 3.1 分析方法 |
| 3.1.1 初始零度层亮带识别方法 |
| 3.1.2 初始过程相态识别和降雪累计时间统计方法 |
| 3.2 天气形势 |
| 3.3 双线偏振雷达降水相态及参量特征分析 |
| 3.3.1 零度层亮带结构和演变特征分析 |
| 3.3.2 零度层亮带演变与地面、探空资料对比 |
| 3.3.3 降水过程回波的时空变化特征 |
| 3.3.4 地面降雪统计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双线偏振雷达冬季天气过程高空和地面降水粒子相态识别算法 |
| 4.1 零度层亮带识别算法 |
| 4.2 高空三维降水粒子相态识别算法 |
| 4.3 地面降水粒子相态识别算法 |
| 4.4 识别结果校验与滤波 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 冬季高空和地面相态识别算法识别结果分析 |
| 5.1“20151205”冬季天气过程 |
| 5.1.1 高空三维降水粒子相态识别 |
| 5.1.2 地面降水粒子相态识别 |
| 5.2“20160122”冬季天气过程 |
| 5.2.1 高空三维降水粒子相态识别 |
| 5.2.2 地面降水粒子相态识别 |
| 5.3“20170105”冬季天气过程 |
| 5.3.1 高空三维降水粒子相态识别 |
| 5.3.2 地面降水粒子相态识别 |
| 5.4 参量的识别能力检验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要结论 |
| 6.2 论文工作的创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
四、偏振雷达观测强对流雹暴云（论文参考文献）
- [1]多源数据融合算法在一次强对流天气过程中的应用[D]. 王子昕. 南京信息工程大学, 2021
- [2]儋州龙卷与开原龙卷的多源资料分析[D]. 陆琛. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]二次长寿命超级单体风暴参数与ZDR柱演变特征分析[J]. 刁秀广,杨传凤,张骞,吕庆利. 高原气象, 2021(03)
- [4]基于X波段双线偏振雷达的贵州威宁雹胚演变特征研究[J]. 黄海迅,周筠珺,曾勇,邹书平,杨哲. 大气科学, 2021(03)
- [5]2019年8月16日诸城超级单体风暴双偏振参量结构特征分析[J]. 刁秀广,郭飞燕. 气象学报, 2021(02)
- [6]不同波段雷达在咸阳冰雹过程中的应用分析[J]. 刘帆,高萌,王瑾婷. 陕西气象, 2021(02)
- [7]北京地区雷电灾害天气系统的动力-微物理-电过程观测研究[J]. 郄秀书,袁善锋,陈志雄,王东方,刘冬霞,孙萌宇,孙竹玲,Abhay SRIVASTAVA,张鸿波,卢晶雨,肖辉,毕永恒,冯亮,田野,徐燕,蒋如斌,刘明远,肖现,段树,苏德斌,孙成云,徐文静,张义军,陆高鹏,Da-Lin ZHANG,银燕,余晔. 中国科学:地球科学, 2021(01)
- [8]暖云降水主导的暴雨过程和超级单体闪电活动对比研究[D]. 刘泽. 南京信息工程大学, 2020(02)
- [9]福建东南地区双偏振雷达的强对流特征及风场分析[D]. 江慧远. 南京信息工程大学, 2020(02)
- [10]冬季降水过程的C波段双线偏振雷达资料分析[D]. 魏玮. 成都信息工程大学, 2019(05)