海南的氣候環境對雷達性能的影響
學術交流
作者：徐家迅
【摘要】我國東南沿海主要屬於亞熱帶季風氣候，夏季高溫多雨（雨熱同期），冬季溫和少雨，台灣島南部、雷州半島、海南島、雲南西雙版納屬於熱帶季風氣候。本文依據多普勒天氣雷達資料，進一步研究我國東南沿海氣候和環境對雷達性能造成的影響。
【關鍵詞】東南沿海；氣候；環境；雷達性能；影響
我國是一個典型的季風氣候國家，東南沿海地區屬於典型的亞熱帶季風氣候，夏季高溫多雨（雨熱同期），冬季溫和少雨，一月均溫>0℃。台灣島南部、雷州半島、海南島等均屬於熱帶季風氣候。中國東南沿海季風氣候，冬季是西北風，夏季是東南風。這給降水和溫度帶來了很大的影響。冬季風由大陸吹向海洋，天氣寒冷幹燥；夏季風由海洋吹向陸地，天氣炎熱潮濕，這是炎熱帶季風氣候的顯著特征。
一、東南沿海地區強對流暴雨的多普勒雷達識別
通過民航現有的資料對2011年10月30日發生的對流暴雨天氣進行了分析總結，以期能夠更好地完成飛行保障工作。東南沿海地區強對流暴雨，對飛行安全影響極大，對多普勒雷達的性能也會造成很大的影響。暴雨中伴隨的閃電、雷鳴、冰雹、龍卷風等災害性天氣，對航行造成了嚴重的阻礙。在秋冬換季時，飛行員及預報員易轉向對積冰、凍降水、大霧等天氣現象的關注，而忽略雷暴天氣的發生及影響，易造成安全隱患。因此，在秋冬換季時對強對流天氣的準確預報是保障飛行安全的重要手段。利用多普勒天氣雷達資料檢測和預報雷暴天氣在目前業務中的應用越來越廣泛。
據地麵觀測資料及雷達觀測和閃電定位儀資料，2011年10月29日23：45左右，海南發生對流暴雨，其後雷暴雲團迅速發展向東南方向移動，於10日30時影響海南島及機場，03時左右移出機場，位於機場東南方25KM左右，此次暴雨雲團移速約48公裏/小時；機場1：00開始響雷，實況陣風達12M/S，雷達回波反射率因子圖強度達到45DBZ，據機場714CDP雷達探測3日00：38雲頂高11000米左右，機場降水持續2.5時間。
海南探空圖顯示700HPAT-TD為2，單站濕度大，T700-500=16；850HPA在海南島東部部有暖切，渝貴交界處有顯著流線，無高濕區相配合，850HPA與顯著流線配合表明低層有暖平流影響海南東部，（海南中南部850與500溫度差為26℃；）高空200HPA急流核（68M/S）出流的左前側正好影響海南中西部，因此東南沿海地區處於大尺度強迫抬升區域。
二、多普勒雷達資料物理量
LLX06SDN多普雷雷達提供的回波強度、徑向速度以及速度譜寬三中數據文件，包含著很大的信息量，從資料中可以看出回波的垂直結構，對研究天氣係統結構具有重要的意義。
運用雷達資料，可以分析對流暴雨中的垂直液態含水量，其中立體掃描VOL這種計算方法最為直觀。在計算“雨強”時，就需要測量單位時間內落到一定麵積上的雨水的質量，測算關係式：Z=ARb（Z表示反射因子，R表示雨強值），雨強單位mm/h。在計算垂直液態含水量時，測算單位底麵積的垂直柱體中的水的質量。計算公式為：M=（Z/A）1/b（Z表示反射因子），垂直液態含水量的單位是Kg/m2。在計算魚強和垂直液態含水量使，我們選擇預定參數：A=380，b=1.75。
三、對流暴雨對多普勒雷達K指數測定的影響
應用多普勒雷達資料預報對流暴雨天氣時，需要先確定預報因子，也即是從資料中選擇具有代表性或明顯特征的參數作為研究對象，一般較常使用的預報因子有回波強度、徑向速度和譜寬，本文選擇回波強度和徑向速度作為預報因子，同時對對流暴雨天氣開始前風向進行簡要分析。K指數能表征大氣穩定度和中低層水汽含量和飽和程度，K指數越大，表示大氣越不穩定，此時，就容易產生強對流天氣。
經雷達識別與測算，時間為23：45左右，海南上空0-0.9km大氣層內主要以東北風為主，在0.9km處有最大風速13.4m/s，從1.2-1.5km大氣層內為東北偏西風，0.6-1.5km大氣雲層內風速隨高度的增加而減小，1.8km以上風向逐漸從東北偏西風轉為南風，1.8-2.4km風向基本維持在南風，2.4km以上風向逐漸轉為西南風，風速基本維持不變。1.5-1.8km大氣層中上下風向相反，在此處為風向切邊層。