超级单体风暴结构和中气旋参数差异性研究

以多普勒天气雷达探测资料和天气实况资料为基础，结合天气形势，分类统计分析超级单体风暴属性及产生天气现象的差异性，以此提高强天气临近预警技术水平，具有明显的经济效益和社会效益。主要研究内容：（1）差异性研究。研究分析孤立类和镶嵌类超级单体风暴结构、风暴参数、中气旋参数、风暴寿命和导致的天气现象的差异性。 风暴结构包括低层反射率因子特征和有界弱回波区，风暴参数包括最大反射率因子（DBZM）、单体顶高（TOP）、最大反射率因子高度（HT）和基于单体的垂直积分液态含水量（C-VIL），中气旋参数包括中气旋的底部高度、顶部高度、强度和最大切变量等参数。（2）中气旋演变特征分析。研究分析超级单体风暴中气旋演变特征，即中气旋形成期、成熟期和减弱期三个阶段的参数变化。（3）中气旋参数差异性与环境参数对应关系。研究分析孤立类和镶嵌类超级单体风暴中气旋属性差异性与环境参数的对应关系。

严格按照课题研究内容要求，圆满完成课题研究任务.. 孤立类超级单体产生强对流天气的概率为78.4%，明显高于镶嵌类的65.9%。华北区域超级单体产生强对流天气的概率为81.6%，明显高于江淮区域的75.5%。. 孤立类超级单体风暴参数DBZM、C-VIL、HT和TOP都大于镶嵌类，尤其是C-VIL差别更为显著。华北和江淮区域孤立类、镶嵌类超级单体风暴参数相比较，主要差异是DBZMh和HT，华北区超级单体DBZM小于江淮区，相差约2 dBz，而强中心高度HT高于江淮区，相差约0.4km。. 孤立类超级单体中气旋M-BASE和M-TOP均大于镶嵌类超级单体，中气旋厚度及最大切变量相当。华北区域超级单体M-BASE、M-TOP和SHEAR均大于江淮区域超级单体中气旋参数。华北孤立类超级单体M-BASE、M-TOP和SHEAR均高于江淮区孤立类，而厚度比江淮区孤立类的薄；华北区镶嵌类超级单体M-BASE、M-TOP和SHEAR均明显高于江淮区镶嵌类，厚度大致相当。. 连续5个体扫出现中气旋的统计结果表明：中气旋基本生成于对流层中层以下高度，发展成熟期是中气旋底部明显下传，顶部升高，厚度增加，最大切变量增加，减弱阶段是底部明显升高，厚度变薄，最大切变量减小。镶嵌类中气旋厚度小于孤立类；江淮区镶嵌类超级单体中气旋最大切变量大于孤立类，而华北区则相反。. 中气旋参数差异决定了超级单体风暴结构的差异性以及导致灾害天气现象的差异性。孤立类超级单体的M-BASE和M-TOP较高，说明强上升气流高度较高，使得对流发展高度较高，强中心高度维持在较高位置，利于冰雹的形成与增长，因此产生冰雹和下击暴流的概率较高，而镶嵌类的M-BASE和M-TOP较低，强中心高度较低，产生降雹的概率相对较小，但由于中气旋底部较低，切变量较大，飑线后部的下沉气流与低层中气旋切变叠加，容易诱发灾害性的地面大风天气。