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重力波特征的雷达观测与分析

安英玉  
【摘要】:2005年4月19日至24日受极地冷空气南下形成的冷涡以及地面蒙古气旋的共同影响,给黑龙江省大部分地区造成大面积的降水。2005年4月19日19时至22时,哈尔滨雷达站观测到重力波结构,本文主要利用哈尔滨雷达站的新一代多普勒天气雷达速度场资料对本次过程中的重力波结构进行分析。使用C波段新一代多普勒天气雷达的基数据资料,利用Visual Basic 6.0和MATLAB工具提取出基数据中的径向速度,计算径向速度的垂直分量,在文中称之为"垂直速度",而后将各个仰角上的垂直速度转换到垂直高度上。利用垂直速度,配合地面降水、高低空形势场以及探空曲线资料,对本次重力波发生发展的过程进行分析,主要得出以下结论:在本次重力波发生发展过程中,径向速度在水平方向上表现为从西南到东北方向正负速度交替分布的特征;垂直速度在水平方向上是从西南向东北方向,上升、下沉气流交替分布;垂直速度在平均高度1100m以下是上升、下沉气流沿径向交替分布,但是垂直方向上的气流有时是与垂直方向成一定角度的。经过计算得出重力波的特征参量,波长约为5km,相速约为10m/s,周期约为8min,整个过程中波动的最大振幅约为1.3km,明显观测到完整的重力波波动最多有8个位相。重力波的波相传播方向与波能传播方向相同,均是从哈尔滨雷达站的西南方向向偏北方向传播,而且它们与环境风场的方向相同。影响本次重力波发生发展的主要动力因子是:700hPa的低空急流、地面到高空强烈的垂直风切变以及锋面。另外重力波对层状云降水有一定的促进作用。在层状云降水中探测到重力波只是个例,其特征参量只能说明本次重力波的特征,不具有代表性。文中只将径向速度的垂直分量作为重力波垂直运动的参考,对于切向速度的垂直分量因为不具备组网观测条件没有考虑。

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