基于精细化资料的低空风切变观测与机理研究

Low-level wind shear has been severe dangerous weather affectting aviation safety. Based on S-band Doppler radar, C-band Doppler radar, wind profile radar, flight report, meso-scale automatic observation, ECMWF model, MM5 model and ARPS model data, low-level wind shears were observed by refine monitoring data and inversed wind field. Environment background will be explored, and meso-scale concept patterns will be established by observation and model data. The temporal changes of convective parameters will be analyzed, and spatial structures will be studied with refine simulation data. Numerial experiments of typical examples will be carried out by ARPS model. The mechanism of thermodynamic and dynamic of low-level wind shear will bu explored, then rules of disastrous weather will be grasped. The above research results will be a theoretical basis and technical support for monitoring and warning. They have good application prospect between aviation meteorology and air force meteorology, and effectively promote the work of aviation safety level.

低空风切变属于影响航空安全的严重危险性天气，已经成为飞行安全的主要杀手之一。项目拟利用S波段多普勒雷达、C波段多普勒雷达、风廓线雷达、飞行报告结合地面中尺度自动观测资料、数值模式（ECMWF、MM5和ARPS）模拟资料，以精细化的探测资料和双多普勒雷达的风场反演，综合观测低空风切变的变化，探讨低空风切变的环境背景，建立中尺度的概念模型；利用精细化的模拟资料，分析对流参数的时间演变，研究温湿风的空间结构，探究低空风切变的形成原因，并实施典型个例的中小尺度模式的数值实验，揭示低空风切变的动力热力机理，逐步掌握灾害性天气的形成规律。上述研究成果将为低空风切变的监测预警提供理论基础和技术支撑，在民航气象和空军气象领域有着很好的应用前景，有效提升航空安全工作的应对水平。

低空风切变已经成为影响航空安全的严重危险性天气，是飞行安全的主要杀手之一，故研究低空风切变的形成机制势在必行。项目利用S波段/C波段天气雷达、激光雷达、风廓线雷达、地面自动站等精细化观测资料，联合观测影响飞行安全的低空风切变，并进行成因方面的研究，建立形成机理的立体概念模型；基于多种中尺度数值模式资料，并对典型个例实施数值试验，探究低空风切变的形成原因，揭示低空风切变的动力热力机理，为低空风切变的监测预警提供支撑。.通过多个例的统计分析，将低空风切变的环境场分为4类，构建了阵风锋、下击暴流、冷池和气旋性风暴、辐合性风暴的概念模型。从下击暴流、阵风锋、超级单体、雷暴大风、近地层辐合线的个例，风暴下沉气流、动量下传、气压梯度力、负浮力、中尺度高压下沉运动、低层冷平流、干冷气流的蒸发冷却等作用研究了低空风切变的形成机理。运用ECMWF、GRAPES、NCEP、JMA模式资料，从动力热力能量等角度探讨了低空风切变的形成原因；运用WRF模式对低空风切变个例实施数值试验，从水平风场、垂直速度、气温等角度分析产生强风暴对流云和风的成因。.项目涉及到的关键数据有双雷达风场反演、飞机飞行报告、下击暴流观测数据。项目科学意义：基于多种精细化的监测分析和数值资料，有助于提高低空风切变的探测水平，增强对低空风切变形成原因的认识，揭示低空风切变的影响机制。