一次华南超级单体风暴的S波段偏振雷达观测分析

利用珠海与澳门共建的中国首部S波段业务双偏振雷达探测资料、风廓线资料和地面加密观测资料,对2015年4月20日发生在珠海附近的一次典型华南春季冷锋触发的超级单体风暴的偏振观测特征进行了分析.天气分析表明,风暴发生于地面冷锋和低空切变线附近,中等对流不稳定(对流有效位能为1300 J/kg)和较强风垂直切变(0-6 km风矢量差为20 m/s)环境中.环境总理查逊数为18,与中纬度典型超级单体的生成环境接近,风暴相对螺旋度为2.9s-1.偏振观测分析表明,大雹粒子的翻滚使冰雹区具有水平反射率因子高(＞50 dBz)、差分反射率低(-1-0.5 dB)的特点;雨和冰相粒子的混合导致了相关系数的下降(小于0.9);比差分相位观测对冰雹并不敏感(比差分相位与水平反射率因子的线性拟合率仅为0.05).在混合相粒子和液相粒子的共同作用下,融化层附近存在差分反射率增大、相关系数减小的现象.风暴侧前方下沉气流偏东侧边界(水平反射率因子梯度高值区)存在一条“差分反射率弧”(差分反射率高值区),主要由大雨滴构成,粒子分选机制合理解释了其形成原因.同时,相对较大的环境风使差分反射率弧更加远离(相对北美观测事实)风暴主体.风暴水平反射率因子中心附近存在“差分反射率柱”,与大雨滴被上升气流(连续分布的正径向风)带入高层冻结且失去取向稳定而导致差分反射率值迅速减小有关.