风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究

第３０卷第４期　气象科学　Ｖｏ１．３０．Ｎｏ．４　Ａｕｇ．，２０１０　２０１０年８月　ＳＣＩＥＮＴＩＡ　ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣ：Ａ　胡明宝，肖文建．风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究．气象科学，２０１０，３０（４）：５１０—５１５．Ｈｕ　Ｍｉｎｇｂａｏ，Ｘｉａｏ　Ｗｅｎｊｉａｎ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｓｔｕｄｙ　Ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｕｓｉｎｇ　ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌｅｒ．Ｓｃｉｅｎｔｉａ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１０，３０（４）：５１０－５１５．　风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究　胡明宝　，　’　肖文建　（１南京信息工程大学，南京２１００４４）（２解放军理工大学气象学院，南京２１１１０１）　（３南京气象雷达开放实验室，南京２１０００８）（３解放军第７５８１０部队８５分队，广东普宁５１５３４７）　摘　要　在风廓线雷达连续输出的风场时间高度显示图上，尝试进行风场的流线分析和风切　变值等值线分析，以便用于识别强烈风切变区。在风场变化比较均匀时，分析出的线形分布比较平　缓，而在风场变化比较剧烈的区域，风向等值线、垂直风切变等值线和流线三者一致表现出了汇聚　特点，线形的分布也异常地密集，分析结果直观地反映出了风场分布的特征和危险性风切变区域，　该结果有助于风切变自动识别方法的研究。　关键词分类号风切变Ｐ４２５．８　等值线流线　Ａ　文献标识码Ｔｈｅ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｕｓｉｎｇ　ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌｅｒ　Ｈｕ　Ｍｉｎｇｂａｏ　’　’　Ｘｉａｏ　Ｗｅｎｊｉａｎ　（１　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４４，Ｃｈｉｎａ）　（２　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆＭｅｏｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，ＰＬＡ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆＳｃｏｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　凡ｇ　２１１１０１，Ｃｈｉｎａ）　（３　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｏｐｅｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ　Ｒａｄａｒ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００８，Ｃｈｉｎａ）　（４　Ｐ　ｏｆ７５８１０　ａｒｍｙ　８５　ｕｎｉｔ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｕｎｉｎｇ　５１５３４７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｗｉｎｄ　ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　ａｎｄ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｉｓｏｌｉｎｅ　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｉｎ　ｗｉｎｄ　ｔｉｍｅ．ｈｅｉｇｈｔ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｉｍａｇｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌｅｒ．Ｗｅ　ｔｒｙ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｉｔ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒｅ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ．Ｔｈｅ　ｌｉｎｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉＳ　ｓｍｏｏｔｈ　ｉｆ　ｗｉｎｄ　ｉＳ　ｕｎｉｆｏｒｌｎ．Ｂｕｔ　ｉｆ　ｔｈｅｒｅ　ｉＳ　ａ　ａｂｒｕｐｔ　ｗｉｎｄ　ｆｉｅｌｄ．ｔｈｅ　ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　ａｎｄ　ｉｓｏｌｉｎｅ　ｓｈｏｗ　ｃｏｎｖｅｒ．　ｇｅｎｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ａｎｄ　ｌｉｎｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｂｅｃａｍｅ　ｃｒｏｗｄｅｄ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ　ｆｉｎｄｉｎｇ，ｗｅ　ｃａｎ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｔｈｅ　ｈａｚａｒｄ　ｗｉｎｄ　ａｒｅａ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ａｎｄ　ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗｉｌｌ　ｈｅｌｐ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｄｅｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｏｎｇ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｗｉｎｄ　Ｓｈｅａｒ　Ｉｓｏｌｉｎｅ　Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　引　言　风廓线雷达的研究与应用开始于１９８０ｓ，根据　探测高度的不同可分为边界层、对流层、平流层风廓　预报、大气环境监测及大气探测的研究提供良好的　数据　４。。　风廓线雷达可以全天２４　ｈ不间断提供大气风　场、垂直气流、温度、大气折射率结构常数等气象要　素随高度的分布和随时间的变化，具有很高的时间　和空间分辨率。时间分辨率可以短到几分钟，空间　分辨率一般在几十米到几百米左右的数量级。因为　线雷达三类¨　。美国、日本、西欧等国已部署风廓　线雷达探测网，并与ＲＡＳＳ、微波辐射计结合起来，　对大气中的风、温度和湿度进行连续地监测，为气象　收稿日期：２００９－０２．１８；修改稿日期：２００９－０９—２８　基金项目：北极阁基金（ＢＪＧ２００８０２）　第一作者简介：胡明宝（１９６４一），男，江苏句容，教授，主要从事气象雷达技术及其应用ｈｕｍｂ２００５＠ｓｉｎａ．ｔｏｍ　４期　胡明宝，等：风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究　５１　１　观测资料的时间和空间分辨率很高，可以认为风廓　线雷达的观测是连续的，从中可以分析出切变线、急　流区、锋区、边界层顶、对流层顶、大气重力波等重要　算结果偏小。我们在计算中采用矢量差计算风切变　的大小，以尽量减小误差。　研究经验表明，计算低空风切变时，气层厚度取　３０　ｍ时其结果代表性比较好，而在高空的风切变目　前没有统一的计算方法和强度标准。由于在实际观　测中，很难保证设备都能提供高度分辨率为３０　ｍ的　观测值，因此，气层厚度可以根据实际情况选取。本　文使用的对流层风廓线雷达探测到的风场资料高度　天气系统和天气现象　。风廓线雷达突出的探测　能力使其在大气科学研究和天气预报方面有着广阔　的应用前景，已经广泛应用于机场飞机起降、环境监　测、天气预报、和军事等方面。　国际航空和气象界已公认风切变是飞机飞行安　全的一个潜在危险因素。为确保飞行安全和经济效　益，国内外从１９７０ｓ以来在这方面都投入了大量的　人力、物力和财力进行研究　。　。风廓线雷达就是　这项研究的重要成果之一，并在飞行气象保障中发　挥着愈来愈重要的作用。　目前风廓线雷达终端产品中主要提供ＴＨＤ产　品，即横坐标为时间、纵坐标为高度的显示方式的风　场图。根据用户的需要，风廓线雷达最快可以每３　～４　ｍｉｎ给出一根风场廓线，所以ＴＨＤ图所包含的　信息量相当大，预报员要在短时间内从大量的数据　资料中获取有效的信息，常常是困难的。为了减轻　预报员的工作压力，我们尝试通过等值线、流线等处　理，能够尽可能直观地显示出风场的特征、危险性风　切变区，以及过境天气系统，从而丰富风廓线雷达的　二次产品。本文介绍的就是我们工作的一部份，即　风切变信息的计算与分析。　１风切变分类及其计算　风切变泛指空间任意相邻的两观测点之间风向　和风速的突然变化，低空风切变主要来源于湍流及　平均风的水平切变和垂直切变。但就风场对飞机造　成的危害而言，多指风经过一个很薄的垂直气层所　发生的风向和风速的变化，称为风的垂直切变，也称　垂直风切变。　垂直风切变的计算式为　＝　＝　，（１）　式中　为第　层大气与第（　＋１）大气层之间的垂直　风切变值，＇，为风速，ｚ为高度值。即风切变值为单　位厚度气层内风矢量的变化值。准确的风切变计算　公式包括风向的作用，因此要进行向量差计算，如下　式所示　ｌ△ｙ　Ｉ＝√　２１＋　一２　ｌ　ｃｏｓＤ，　（２）　式中，Ｄ为上下层的风向差。为了简化计算，在Ｄ　小于ｌ０。时可以使用标量差计算；当风向差Ｄ超过　１Ｏ。，风速超过５　ｍ／ｓ时不应使用标量差计算，否则计　分辨率为７５　ｍ。表１所示为国际民航组织第五次航　空会议上制定的不同风切变强度等级所对应的垂直　风切变值¨　。其中垂直风切变值按两个单位形式　给出。　表１　垂直风切变强度等级分类标准　Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｌ肼　２风切变分析方法　２．１等值线分析法　等值线可以直观地反映要素场的分布、变化状　况和变化趋势。是最常用的分析方法之一。目前气　象要素场的等值线绘制方法大致有矩形网格法、三　角形网格法等。风廓线雷达探测到的风场由风廓线　组成，按时问顺序排列后，风场数据恰好形成一个矩　阵，所以本文采用基于矩形网格的点搜索法来绘制　等值线。　矩形网格法是在绘图区域内划分出若干矩形网　格，将气象资料转换到网格节点上。判断等值线与　每一网格的各边是否相交，如果有交点，计算出交点　坐标，然后将交点按顺序连接起来。矩形网格法绘　制等值线有三个主要步骤：首先将资料数据网格化，　即将资料数据内插到直角坐标系中的矩形网格上，　然后寻找并记录每一条等值线与网格交点的坐标，　最后采用分段二次或三次曲线将这些点光滑连接，　绘制出等值线，详细做法请参阅文献［１４］。　我们分别对风速等值线、风向等值线、水平风切　变等值线、垂直风切变等值线进行了计算，以分别了　解各自分布的表现、相互之间一致性以及用于风切　变区的自动识别的可行性。　５ｌ２　气　象　科　学　３０卷　２．２流线分析方法　气象上所谓流线，就是在二维气象矢量场中设　想的一种曲线，在任意时刻该曲线上任一点的切线　方向恰与该时刻点的流场分布情况一致。　流线具有如下特性：在任意时刻通过流线场内　的任何空间点都有且只能有一条流线，整个流场形　成流线族；流线因时而异，只在稳定流场中才不变；　≈　≈　在连续流场中流线不能中断。　严格的二维流线微分方程如下式所示　Ｖ×ｄｓ＝０　。　（３）　直角坐标系中，流线的微分方程可写为　：　：　，（４）　式中“、　是　、Ｙ和ｔ的函数。　二维流线方程的微分方程可写为　ｄ　＋ｄｙ　＝ｋ　（“　＋　）　。（５）　ｕ、　不全为零时，可写为　＝　＝　：　：±　ｌｌ　。（６）　ｇ　ｇ　ｇ　ｇ　√　＋　假设流线上两点间距离（即流线积分步长）为　ｈ，则　＋　＋　＋　、　厅　ｙ　ｙ　ｙ　＋　【　＝责＝ｇ＋　＋　（Ｘ一２　一２　一２　ｉ，Ｙｉ）　。（７）　０　若已知初始点的坐标，由（８）式可求出流线下一点　的坐标位置。　为了使流线更光滑，采用四阶龙格一库塔方法　改进流线方程组（７）式的求解。龙格～库塔方法实　际上是欧拉（Ｅｕｌｅｒ）公式的改进。欧拉公式用起始　点的斜率代替整个步长区间的平均斜率，龙格一库　塔方法则是在步长区间内４个点的斜率加权平均后　作为平均斜率（设积分步长为ｈ），则　ｋ１＝Ｉ厂（　，Ｙ　）　后　＝厂（　＋ｌｈｋ　，），　＋争２　）　，＝厂（　＋　１　：，　＋ｌｈｌ２）’‘９’　＝／（　＋ｌｈｋ，，ｙ　＋　ｚ，）　结合（９）式与（１０）式，计算出ｆ　、ｆ　、ｆ，、ｆ　、　、ｋ　、　ｋ　、　代入　『　＋１　＝　＋（ｈ／６）（ｋ１＋２　２＋２　３＋ｋ４）　【），　＋１　＝Ｙ。＋（ｈ／６）（Ｚ１＋２ｚ２＋２　３＋　４）　，　（１１）　即可以求出　、Ｙ的值，也就获得了方程的解。　绘制流线前，先对数据进行预处理。风廓线仪　风场中存在未通过质量控制的数据点，所以必须对　这些数据点进行插值。如果无效数据点在边界上，　则采用前差或后差，在中间则采用矩形中心插值法，　这样保证流场的延续性。　在绘制流线时，首先计算出全场梯度找出最具　代表性的数据点作为初始点。为了得到各个初始点　的完整流线，同时考虑了流线方程中ｋ值的正负。　理论上流线不会相交，但显示在屏幕上时由于是象　素整形坐标，在流线密集时看起来就已经重合，为减　少细节损失，我们未进行流线之间距离控制。　３　实例分析　从严格意义上来说进行流线分析的二维矢量　场，其横坐标和纵坐标应属于同一量纲。流线表示　矢量场某一时刻特定空间范围流体的运动状态。风　廓线雷达随时间探测出的ＴＨＤ风场图上，横坐标是　时间轴，纵坐标是高度轴，量纲不同，所以分析的并　不是严格意义上的流场。　但是，从天气学分析知识我们知道，用加密观测　的气球探空测风资料可以分析锋面、槽线等过境天　气，其基本方法是　：将不同时间探测的风廓线显　示在以横坐标为时间轴、纵坐标为高度轴的图上，组　成风场的时间高度显示垂直剖面图，由于我国绝大　部分天气系统是自西向东移动的，剖面图的起始时　间列在右端，时间从右向左推进。这样，从剖面图上　分析出来的风场变化的表现形式，可与等压面图上　的系统分析结果相对照。例如：等压面图上西风槽　前为西南风，槽后为西北风，剖面图上分析出来的槽　线过境前后风的变化也是如此。图１所示为无倾斜　垂直正压槽过境时的风廓线演变模型图。　风廓线雷达探测的数据与气球探空结果一样，　４期　胡明宝，等：风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究　５１３　图２是２００６年４月６日对流层风廓线雷达探　测到的南京地区１５０～４　０００　ｍ高度的风廓线连续　变化图。纵坐标表示高度，横坐标表示时间（从右　至左表示时间逐渐增加）。从图２可以看出，在各　个时刻，风速整体上均随高度增加而增大。从　１０：００—１４：００，大约在１　８００　ｍ以下风向随高度增加　由东南风转向南风，１　８００　ｍ高度以上盛行西北风；　１４：００之后，低空盛行偏西风，随高度增加逐渐转为　西北风。　图ｌ　低压槽过境时风廓线演变模型图　Ｆｉｇ．１　Ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌｅ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｄｕｒｉｎｇ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｆ　ａ　ｔｒｏｕｇｈ　图３是相应于图２的各物理量等值线分析结果　图。图３（ａ）为风速等值线图，从中可以看到，随着　高度的增加，水平风速由低空的１．１９　ｍ／ｓ上升到　只不过时空分辨率更高，信息量更大，因此也可以按　照上述方法来分析。事实上，丑纪范院士在他的书　中写道¨　“大气中一种结构移动经过一个地点时，　空间上的自相似结构转化成了时间变化的自相似结　３　０００　ｍ高度层的１５．８　ｍ／ｓ；１２：００—１３：４５在　１　５００　１３３以下低空为风速较小区。从时间变化上看，　高空和低空水平风速均在增大，１６：４０—１９：４０，低空　水平风速急剧增大Ｎ８．５　ｍ／ｓ，而高空风速随时间的　变化相对平稳一些。随着时问的演变，风速等值线　构。但是空间上的自相似结构比时间上的自相似结　构更直观。”，这与泰勒的“冰冻湍流假设”理论　８＿　是一致的。因此，我们考虑到时空的可置换性和相　关性，借鉴流线分析思想和分析公式，把流线画法引　入到风廓线雷达探测的时高剖面图上，用于直观地　勾画出类似天气图上的天气系统，因此，本工作不追　求流线的物理意义，只是借用流线分析公式，计算并　向下倾斜，说明高层动量向下传递。　图３（ｂ）为风向的等值线图，从图中可以看到风　向随时问和高度的变化。图中风向０。为正北风，　９０。方向为正东风，１８０。为正南风，２７０。为正西风，０　～９０。为偏东北风，９０—１８０。为偏东南风，１８０～２７０。　为偏西南风，２７０～３６０。为偏西北风。风向等值线图　在风廓线剖面图上画出风矢量的方向演变特点，用　于协助过境天气特点的判断和风切变区的识别，我　中，等值线密集的区域对应风向剧变区，等值线稀疏　的区域说明风向变化小。该风场存在从２　４００　ｍ高　度右上方向地面倾斜的风向切变线。在切变线以下　为偏南风，风向角度先随高度增高而增大，然后从　们认为这是一个有新意的尝试。实例分析结果介绍　如下。　３６　３０　２４　皇　鱼　×　越１８　框　１２　６　０　北京时　图２　２００６年４月６日南京地区时高风场图　Ｆｉｇ．２　Ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌｅ　ｏｆ　ｕｐｐｅｒ—ｌｅｖｅｌ　ｗｉｎｄ　ｆｉｅｌｄ　Ｏｉｌ　Ａｐｔ．６，２００６　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　５１４　气　象　科　学　３０卷　２４　２４　２１　１８　ｇ　１５　０　２１　１８　１５　１２　９　６　３　≤１２　９　６　３　１９：４２：５３　１６：４３：４２　ｌ３：４４：３１　１０：４５：２０　ｌ９：４２：５３　１６：４３：４２　ｌ３：４４：３１　１０：４５：２０　北京时　２４　２１　１８　１５　０　北京时　９　６　３　１９：４２：５３　ｌ６：４３：４２　１３：４４：３１　１０：４５：２０　１９：４２：５３　ｌ６：４３：４２　１３：４４：３１　１０：４５：２　Ｏ　北京时　北京时　图３　２００６年４月６日风廓线雷达探测风场的各物理量等值线图　（ａ）风速等值线图；（ｂ）风向等值线；（ｅ）水平风切变等值线图；（ｄ）垂直风切变等值线图　Ｆｉｇ．３　Ｉｓｏｌｉｎｅ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｆｉｅｌｄ　ｏｎ　Ａｐｒ．６，２００６　（ａ）ｗｉｎｄ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ；（ｂ）ｗｉｎｄ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；（ｅ）ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ；（ｄ）ｖｅａｉｅａｌ　ｗｉｎｄ　ｓｈｅａｒ　１　１２５　Ｉｎ高度左右风向角度随高度增大而减小，风向　变化很快，但幅度不大；切变线以上风向角度随高度　线的密集区及密集程度来用计算机自动处理与识别　强风切变区域。　增大而增大，但变化比低空更缓慢，整个切变线以上　的高空风场比较平稳。　图４为对图２进行的流线分析结果。可以看　出，流线密集处是风向切变的中心，流线曲率越大表　明风向切变越大。如果结合图３中的等值线图，可　以看出在切变最强的右上角部分，风向的等值线、垂　图３（ｃ）是水平风切变等值线图。与图２相比，　图中标志出了两个水平风切变较大的区域，１３：００—　１５：Ｏ０时刻与１９：Ｏ０之后。在时高风场图上，水平　风切变实际上表示风场随时间的变化强度，强烈的　水平风切变往往预示着天气系统的出现，但等值线　图上没有表现出天气系统的其它特征。　图３（ｄ）为垂直风切变等值线图。从图中可以　看到各个时刻和各个高度层的垂直风切变强度。图　中强垂直风切变区的中心基本在一条从右向左下方　直风切变的等值线、流线三者表现得很一致：线汇聚　且密集。因此，结合风场的等值线与流线分布，可以　更直观地看出风场的变化状况。　４　结　论　初步的研究结果表明，对风廓线雷达探测的时　高风场进行等值线分析，有助于更直观地看出风场　的变化。等值线能比较明确地画出风速、风向、风切　变的分布区域，并标志出风速较大的区域、风速较小　区域、强风切变区域；　倾斜的直线上，这实际上也标志出了切变线的位置。　图中强垂直风切变中心位于２　１００　ｍ高度，时间为　１０：４５；切变线高度下降，垂直风切变强度也逐渐变　弱。　等值线可以很好地表示出风速和风向随高度、　对比图３与图２可以发现，风向等值线的密集　区和垂直风切变等值线的密集区与图２中风廓线的　强风切变区有很好的对应，这预示着可以通过等值　时间的变化情况；在要素值变化快的区域等值线密　集，变化较小的区域等值线较稀疏。　总的来说，等值线使风场的分布与随时间和高　４期　２７０｝　２４ｏ　胡明宝，等：风廓线雷达中风切变分析方法的初步研究　５ｌ５　盂　２１０扎童　宴ｇ塞　１９５“　ｇ　　：１８０　１６５　１５０　暑　ｌ３５　宝　１２０　１０５　９０　７５　６０　４５　３０　１５　一ｌ８：１４：４０　１６：４３：４２　１５：１５：３０　　１３：４４：３ｌ　ｌ２：１６：１７　１０：４５：２０　９：５１：１７　１９：４２：５３　北京时　图４　２００６年４月６日南京地区时高风场流线分析图　Ｆｉｇ．４　Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　ｏｆ　ｕｐｐｅｒ－ｌｅｖｅｌ　ｗｉｎｄ　ｆｉｅｌｄ　ｏｎ　Ａｐｒ．６，２００６　ｉｎ　Ｎａｎｊｉｎｇ　度的变化状况变得直观明了，量化了整个风场随高　度的变化和随时间的变化，这对分析风场风切变具　有很重要的意义。　［６］　郑祚芳，张秀丽．边界层急流与北京局地强降水关系的数值研　究．南京气象学院学报，２００７，３０（４）：４５７－４６２．　［７］　Ｇｏｓｓａｒｄａ　Ｅ　Ｅ，Ｗｏｌｆｅｂ　Ｄ　Ｅ，Ｍｏｒａｎｂ　Ｋ　Ｐ。ｅｔ　ａ１．．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｌｅａｒ－ａｉｒ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗｉｔｈ　ｒａｄａｒ　ｗｉｎｄ　ｐｒｏｆｉｌ－　在风廓线仪时高风场上进行流线分析是一个新　的尝试。线越密集说明该处风场梯度越大；流线曲　ｅｒｓ．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ａｎｄ　Ｏｃｅａｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，１５　（２）：３２１—３４２．　率可以表示风向的切变大小，流线的曲率越大、流线　密度越大则该处风切变值越大。　［８］　张京英，孙成武，王庆华，等．一次飑线大风的多种资料分析和　临近预报．气象科学，２００９，２９（１）：１２６．１３２．　［９］　王学永，金维明，洪钟祥，等．雷暴型风切变及其对飞行影响的　初步探讨∥空军第七研究所．低空风切变论文集．北京：空军　第七研究所，１９８５：８２０４．　下一步希望能对等值线分析结果和流线分析结　果，进行筛选，滤除小区域的细节，对整个风场提取　出切变极值中心、流线方向、流线曲率、闭合状态等　信息，探讨计算机自动识别过境天气类型与过境时　［１Ｏ］赵瑞金，史锐，董保华，等．应用多普勒天气雷达资料分析强对　流天气的垂直廓线特征．气象科学，２００８，２８（增刊）：６４－７０．　［１１］王珊珊，黄兴友，苏磊，等．利用雷达回波自动识别锋线的方　法．南京气象学院学报，２００８，３１（４）：５６３－５７３．　［１２］邵玲玲，黄宁立，邬锐，等．一次强飑线天气过程分析和龙卷强　度级别判定．气象科学，２００６，２６（６）：６２７－６３２．　间、强烈风切变出现时间与出现高度的可行性。　参考文献　［１３］赵树海．航空气象学．北京：气象出版社，１９９４：５９－８９．　Ｓｔｒａｕｃｈ　Ｒ　Ｇ，Ｍｅｒｒｉｔｔ　Ｄ　Ａ，Ｍｏｒａｎ　Ｋ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．．Ｔｈｅ　Ｃｏｌｏｒａｄｏ　ｗｉｎｄ　［１４］余卫东，李湘阁，王靖．气象场等值线自动绘制．气象科技，　２００２，３０（４）：２２２－２２５．　ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｊ．Ａｔｍｏｓ．Ｏｃｅａｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌ，１９８４，１：３７－４９．　［２］　孙宪章．大气遥感探测系统——风廓线雷达．现代雷达，１９９４，　ｌ６（１）：２１—３０．　［１５］李妍，黄峰．气象要素矢量场的可视化方法研究．解放军理工　大学学报，２０００，ｌ（４）：８９０４．　［３］　胡明宝，贺宏兵，徐勇．风廓线雷达技术及其发展．气象仪器　装备，１９９９，３：６－８．　［１６］乔全明，阮旭春．天气分析．北京：气象出版社，１９９０：２６－３３，　１１９—１３８．　［４］　金宏忆，顾松山，王珊珊，等．多普勒雷达低空大风轴线自动识　别方法的探讨．南京气象学院学报，２００８，３１（５）：７０２￣１０．　ｌａｓ　Ｄ．ｅｄ．．Ｒａｄａｒ　ｉｎ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ．Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｏ—　［５］　Ａｔｃｉｅｔｙ，１９９０．　［１７］丑纪范．大气科学中的非线性与复杂性．北京：气象出版社，　２００２：１８－２０．　［１８］周秀骥，陶善昌，姚克亚．高等大气物理学．北京：气象出版　社．１９９１：１３８．３４７．