雪的回波
PPI：雪的回波强度与连续性降雨回波类似， 但范围更大，回波分布均匀，丝缕状结构明显。 一般在10-15dBz左右（初春时接近层状云回波强 度，主要是因为雪晶和雪片外面溶化成一层水膜 或雨夹雪引起的。 RHI：雪的回波高度比层状云连续性降水回波 高度稍低，比较平整，高度在4km以下。
降雪回波
速度 模糊
右图：从低空到高空为偏西风。 右图：低空呈S型，存在暖平流。
2、对流云降水回波
对流云或称积状云，是由对流运动所产生， 通常与短时强烈天气相对应。 对流云降水：阵雨、雷雨、冰雹、暴雨等，一 般出现在快速移动的锋面上、冷锋前暖区、气团 内部、副高边缘、台风外围等地方。 生命史：每一对流单体均对应一强中心，一个 单体的生命期约20~30 min，具体与强度和尺度 有关。
对流云降水回波的速度图
1.0度
3.0度
5.0度
• 成熟对流云强度回波，可以清楚地看到 低层辐合，高层辐散的垂直结构。
成熟对流云降水回波
回波较强处，速度等值线密集
速度场RHI：呈柱状，砧状，纺缍状等，不同高度
有环境风切变。有时出现正负速度紧挨着，说明该处有 辐合或辐散场。回波底有时的正速度表明有上升气流。
层状云
均匀幕状 降水连续，范围大
积状云或对流云
孤立高耸，各种形状 局地强降水
1、层状云降水回波
层状云降水：稳定性或连续性降水。 特点：水平尺度大、持续时间长，强度均匀， 时间变化缓慢。 强度图特征： PPI：呈均匀连续的大面积薄膜状、片状、丝缕 状结构明显，充满整个图像。强度弱：一般20～ 30dBz，有时有强雨中心。（零度层亮带或环） RHI：云体厚度较小，回波高度约5-6km，顶部 和底部平坦，结构较均匀。
2016/12/28
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典型强雷暴云的RHI显示
A 云砧
对流云降水回波的RHI
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对流云降水回波的RHI
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典型强对流云回波的RHI
A B C
F D
E
A：旁瓣回波 B：三体散射 C：云砧 D：穹隆 E：悬挂回波 F：回波墙
对流云降水回波
对流云降水回波的速度图
对流性降水回波 层状云降水回波
积云成熟阶段
积云衰减阶段
混合云降水回波
转化成层云降水的混合 云回波
即将转化成层状云降水 回波的混合云回波
4、雪的回波
• 由于冰晶、雪片对电磁波的散射能力比雨滴 小得多，对电磁波的衰减能力也较小，因此雪的 回波强度通常比连续性降水回波弱，但短波长的 天气雷达能探测到它的细微结构，且探测距离较 远，能取得完整的回波图像。 • 在东北地区冬季冷涡影响下会产生大范围降 雪天气，回波表现为稳定性层状云，范围大，强 度较弱，回波顶高在5km以下。
层状云、积状云和积层混合云降水 回波的比较
1、天气特征 2、天气系统特征 3、强度场特征：PPI，RHI 4、速度场特征
课后习题
1、 产生降水的云主要有哪几类，对应天气分别有什 么特征？ 2、什么是层状云降水回波，它的强度图在PPI和RHI 上各有那些特征？速度图有那些特征 3、什么是对流云降水回波，强度图在PPI和RHI上各 有那些特征？速度图像有那些特征？ 4、对流云可以分为哪几类?其中最强的是哪类？它的 典型回波有那些？ 5、什么是积层混合云降水回波，图像有那些特征？ 6、什么是零度层亮带，它的出现说明什么意义？ 7、什么是穹隆？说出这种现象的形成原因？
三.4 雷达的降水回波分析 ζ10.5
大气科学学院 白爱娟
降水类回波的形成原因
形成降水回波的粒子是大气中云、降水 等气象目标物，及各种水汽凝结物对电磁 波的后向散射，雷达接收到散射能量，ห้องสมุดไป่ตู้ 成回波。
2
降水云分类
根据云的发生学分类： 层状云：因自身冷却或气团沿锋面缓慢抬升 而形成的云常呈均匀幕状，称为层状云。 积云－对流云：由热力对流和动力抬升而形 成的云，往往垂直向上发展较盛。云体的轮廓 一般比较分明。 积层混合云：同时具有对流云和层云特征的 云型。
PPI：表现为“絮状”回波，范围比较大，回波 边缘呈现支离破碎状的紊乱状，没有明显边界。 层状云回波中镶嵌着一个个密实团块的对流云， 强度可达40dBz或以上，有时强回波团块整齐排 列可形成一条短带。 RHI：表现在均匀的层状云高度上柱状回波 起伏地镶嵌在其中。在对流云衰败阶段，柱状 回波与层状云回波合在一起。
A：穹隆
B C A
B：旁瓣回波
C：三体散射
超级单体雷暴
超级单体风暴
对流风暴中组织程度最高，产生的天 气最强烈的一种。 （1）特殊的回波：钩状回波、有界弱回波 区、三体散射、旁瓣回波、V形缺口等。 （2）回波的稳定性和持续性。 （3）深厚持久的“中气旋”是超级单体风 暴最本质的特征。
典型超级单体
B
0.5度
3.0度
带有云顶上冲和穹隆结构的 雷暴云回波
低层：气旋式辐合 高层：辐散
雷暴单体的强度和速度
B A B A
A：三体散射，B：旁瓣回波
强雷暴单体回波的PPI图
B
A
A：三体散射 B：旁瓣回波
（2）多单体对流云回波
速度图
19:55
对 流 性 降 水 回 波
21:26
21:51
多单体风暴
由多个较小的雷暴单体组成，有统一的垂直环流， 多个处于不同发展阶段的雷暴单体排列组成多单体风 暴。每个单体处于不同发展阶段，成熟单体回波强度 结构特征与其它单体的特征之间有明显差别。
多单体对流云回波
a 强度
b R剖面
c 速度剖面
2008/11/25/20时桂林回波
多单体对流云风暴
ABC D
A：消亡阶段 B：成熟阶段 －－－有降水出现 C：发展阶段，D：初生阶段
积云层云混合降水回波
絮状结构
积层混合云降水回波
70
72
有半圆形亮带的混合云回波
74
75
混合云降水回波的速度场
在速度场上，产生混合云的天气形势不同， 可呈S型，反S型，低层S型高层反S型，零速度 线折角，风场的辐合辐散等不同的特征。当混 合云中的对流云发展成熟时，速度场上有相应 的对流云水平和垂直结构特征。
对流云降水的回波强度
通常有密 实的结构， R的空间 梯度比较 大，强中 心的反射 率因子通 常在35dBz 以上。
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对流云降水回波
回波经常由许多分散的回波单体组成，可呈孤立分散状或有 规律的带状分布、涡旋状等。
对流云降水回波的RHI特征
RHI：单体呈柱状结构，垂直伸展接近水 平伸展，强对流单体顶部有云砧向下风方伸展 或呈花菜状，强中心呈悬垂中空，云体随对流 发展变厚。回波顶发展较高，一些发展强烈的 单体可达10km，个别可达20km。
3、积层混合云降水回波
混合云降水的天气：范围大，降水持续时间 长，累积降水量大，常常造成大面积的强降水。 这种降水回波在连阴雨中较常见。 当降水加强时，回波的结构由片状絮状向块 絮状转化，零度层亮带变得不清楚。 天气系统：积层混合云降水回波往往与高空 槽，切变线和地面静止锋相联系。
积层混合云降水回波
零度层亮带的形成
云砧
平流层高度
零度层亮 带
冻结高度
凝结高度
亮带：是冰晶粒子和液态降水粒子的混合层，由于 缓慢降落的冰晶在零度层附近发生表面融化，使反 射率增大，形成亮带。
零度层亮带形成
冻结高度
冰晶-低R
融化冰晶－高R 水滴-低R
探测结果：对降水量级估计值过高
• 高度在3km左右
零度层亮带RHI显示
雷达站：建阳 仰角：4.3度
强度和速度图的零度层亮带
PPI显示：表现为圆环或圆弧，是虚假的强降水区域。对流云或混 合云当不稳定降水转化为稳定降水时，也会出现零度层亮带。
零度层亮带
定义：层状云降水回波的主要特征，是冰水混合层， 反映层状云中有明显的冰水转化区。零度层以上降水 粒子以冰晶为主，以下全部为水滴。说明层状云气流 稳定，无明显对流活动。 PPI：高仰角时亮带为以测站为中心的环状或半环状。 RHI：出现在零度层高度以下，最强回波高度距零 度层约200～300米，亮带强度比其两侧的回波强10～ 15dBz。速度图上，零度层亮带和其它回波是一样的。
PPI：由于对流云尺度较小，分布零散，速度 图也表现较为零散，速度等值线分布密集，切 向梯度比较大。 （1）每个对流单体都有完整的垂直环流系统， 包括高低空辐合辐散，上升气流等； （2）每一个对流单体的产生，发展和组织形式 均与环境风切变有关，在速度场上表现明显。 （3）部分强对流天气具有中气旋结构。
积云阶段：与对流云的回波特征相同，不及地。 发展阶段：回波块状明显，尺度较小，结构密实。 回波高度不很高，及地。－降水初期。 成熟阶段：回波呈块状，块体增大，结构密实，有 时有云砧向下风方伸展。强回波高。-降水强度大 消散阶段：结构松散，边缘发散，回波体积减小。 回波顶仍较高，强回波中心下降，后期出现零度层 亮带。-降水明显减弱
混合云降水回波
混合云降水的絮状回波
混合云降水回波
有零度层亮带的混合云回波
零度层亮带：对流性降水向稳定性层状云转化的标志
混合云降水回波的RHI
风暴顶 辐散
柱状回波镶嵌在层状回中，顶高达11km，强度达50dBz以上， 出现云砧，说明混合云中的对流云发展成熟。
混合云降水回波
有零度层亮带
混合云降水回波
2004年12月4日2:00 2004年12月19日13:06 2007年3月4日10:47
沈阳雷达0.5º仰角反射率（半径：230km），红线内为18dBZ 以上回波区域。
雪回波的速度图像
速度图像PPI： 经常出现低空“牛眼”回波和高空速度模糊， 即伴随大风天气。 在弯曲零径向速度线的两侧，各有一个正负 径向速度中心，低空风向随高度增加顺转，有暖 平流，高空逆转有冷平流。风速随高度先增加， 后减小。此风场结构有利于降雪的形成。