1 引言

降雪是北方冬季常见的降水方式，暴雪时有发生，南方出现大雪天气相对较少，但一些年份南方也会出现较强的降雪天气，如2008年初的南方雨雪冰冻灾害天气，我国南方地区出现50年一遇(部分地区百年一遇)的大范围持续低温雨雪冰冻天气[1]。目前降雪主要依靠人工观测及部分自动观测仪器，可实现点的观测。而雷达提供了一种大范围监测降雪的手段，从雷达回波显示上可以大致判断降雪的分布和强度。但雷达回波本身并不能直接区分降雪和降雨等其他目标的回波，因而通过数据个例研究降雪的回波特征，从中找出降雪回波的判断依据和变化规律显得尤为重要。此外，我国地域辽阔，区域间气候特点存在差异，因而对降雪等天气的雷达回波也存在相应的差异。对于北方降雪的多普勒天气雷达特征，有不少的专家学者已经对此进行了相关的研究，如石慕真等[2]应用哈尔滨新一代天气雷达多年观测资料进行分析，总结出哈尔滨市冬季降雪的回波特征。此外，还有蒋大凯[3]、张晰莹[4]、东高红[5]等对北方降雪的新一代天气雷达回波及产品特征进行了分析，得出了比较全面的结论。对于南方的降雪在天气雷达上的回波特征也有相关分析研究，如姚立宏等[6]对2008年桂林降雪天气的雷达回波特征作了分析，周治黔等[7]对2011年贵州两次降雪天气过程的多普勒雷达产品特征作了分析。但南方降雪与北方降雪在多普勒天气雷达回波特征上有无明显差别，北方降雪的多普勒雷达资料应用经验能否直接应用于南方降雪的预测预报，这方面则很少有学者提及。

本节课的读中活动，教师有意识地指导学生运用阅读技能分析特定段落，提高学生解读英语篇章组织结构的能力，将其迁移到写作中，做到了“读中有写”。

基于以上考虑，文章选取了一个北方降雪与一个南方降雪的天气雷达数据个例进行回波特征的对比分析，旨在找出其中的异同点，并最后得出初步结论。

2 资料情况及分析方法

分析所选的雷达数据个例资料分别为北京2012年11月3－4日暴雪和2008年1月28－29日江西南昌大雪。2012年11月3－4日暴雪是北京2012年遭遇了 “冬半年”历史最大暴雪，全市平均降水量58 mm，超过历史同期极值，其中北京延庆降雪是1960年以来最大的一次降雪。这次降水相态非常复杂，有的地方是雨，之后转成雨夹雪或者纯雪，雨雪转换比较复杂，尤其在平原地区。而2008年1月28－29日江西南昌降雪是2008年南方雨雪冰冻灾害天气过程的一部分，当时赣北普遍出现中到大雪，其中庐山积雪深度18 cm，有13个县市雪深超过5 cm，赣北赣中有20个县市为冻雨，有7个县市电线积冰直径超过20 mm，以庐山45 mm为最大，赣北赣中气温在0℃左右，赣南1-3℃，是比较严重的南方雨雪冰冻天气。

根据已有的研究结果[3-5]，按多元logistic回归模型中样本容量的计算方法，利用2013年第五次国家卫生服务调查重庆农村地区的相关数据，失访率以50%计，计算样本容量为270人。实际共抽得高血压患者280人。利用Epidata录入问卷调查数据，数据整理和分析采用统计工具软件stata.11。

从速度场上分析，两次降雪过程都是有冷空气入侵，高层和低层都有较大的垂直风切变，在降雪系统发展成熟阶段有明显的“牛眼”特征，当这一速度场结构破坏，降雪过程结束。

3 雷达回波特征分析

3.1 反射率因子特征

北京2012年11月3-4日的降水过程的零度层亮带特征与南昌降水过程略有不同。北京雷达站的观测资料显示，11月3日08时，降水回波在雷达站西部和西南部逐渐形成，随后在西南气流的推动下降水回波逐步向北方移动，到达16时的时候已经形成成片的层状云降水回波，反射率大值区的平均值分布在30-35 dBZ范围内，个别小范围区域的反射率可能达到40-45 dBZ，并且在雷达站附近开始能够观测到亮带现象。北京时间17时18分的体扫资料能够看出典型的层状云降水特征和亮带现象。同样沿亮带环形走向做垂直剖面，可看到明显的垂直高度在2 km的反射率高值区，形态非常平整，强度值在30-35 dBZ范围，亮带厚度约为1 km，回波顶高达到6 km。与南昌雷达站的零度层高度做对比，北京的零度层高度稍低，但是回波顶高基本相同，这说明了北京的过程零度层以上的冰晶层较厚，存在较强的冰水转换能力，预测该时次之后的降水潜力也比南昌过程要大。

北京暴雪过程，低层西北冷空气逐渐入侵，高空有强劲的偏南风，暖湿气流明显。10时10分低层西北气流明显强于05时10分时的气流，这一阶段也是降水系统发展的时段；14时低层冷空气入侵高度达到1.8 km左右，为本次暴雪过程发展强盛时段；22时36分，冷空气已完全占据低层，高空也以偏南风转为偏东风，暖湿气流明显减弱，降水系统逐渐消亡；北京暴雪发展过程中，中高空暖湿气流由南风转为东南，再由东南风转为东风，为降水系统提供充足水汽。南昌大雪过程中，低层西北冷空气明显弱于北京暴雪过程，但低层西北气流由00时01分、04时02分的3 m/s左右逐渐发展到15时01分、18时02分时的6 m/s左右，也表明冷空气的逐渐入侵；在降水系统发展阶段，风廓线产品可演算风场高度明显增高。

3.2 回波顶高特征

需要说明的是,稀有树种虽然在长三角平原水网地区乡村中并不常见,但仍需引起足够的重视,因此将这些指标定为“一票肯定”项,不计入总体权重。若含有其中任何一类,则此植物群落应严格保护。

3.3 速度场特征分析

分析南昌2008年1月28-29日的降雪过程，1月28日凌晨4时之后，首先在南昌雷达站西北偏北方向出现絮状降水回波，平均强度在15-20 dBZ左右。随后，在西南气流的作用下，回波面积逐渐增强，强度最大值也随之增大，但是回波强中心仍然比较分散。在12时30分之后，组合反射率大值区逐渐连成一片，显示出层状云降水的回波特性。北京时间16时，在组合反射率图上开始出现明显的零度层亮带特征。沿环形亮带做垂直剖面，可以明显看出在垂直高度3 km处有比较平整的反射率高值区，强度在30-35 dBZ范围内，亮带厚度约为0.5 km，同时在剖面图上还可以看出平整的层状云结构，回波顶高在5-6 km高度范围。

同2012年11月3-4日暴雪相似，2008年1月28-29日南昌大雪中，低层西北冷空气逐渐侵入是降水系统发展的关键。系统发展初期，近地层风速很小，9 h后进入发展期，低层偏北冷空气南下，上空仍维持西南风，并随高度增加，回波水平范围发展增大；系统发展成熟期，低层维持较强的偏北气流，中高层西南暖湿气流强烈，回波水平范围发展最大；之后低层偏北冷空气明显减弱，降水趋于结束。此次过程，低层冷空气速度中最大达到5 m/s以上，明显弱于北京暴雪低层冷空气入侵，但在径向速度图上，仍然有明显的“牛眼”结构。

对流的强弱在一定程度上和回波伸展的高度有关，所以回波顶高产品可用来分析估计雷达探测范围内不同地区的对流发展与否，以及对流相对强弱的情况[9]，为对比这两次降雪过程在发展高度上的差异，文章对这两次过程的回波顶高产品进行了分析。通过分析北京2012年11月3－4日的降雪和2008年1月28－29日江西南昌大雪的雷达资料回波顶高产品，结果发现这两次降雪过程的回波顶高都比较低，一般在6 km以下，大部分回波顶高在3-4 km之间，结构比较平整连续，梯度不大。冬季产生降雪天气的大尺度天气背景有强冷空气南下、高空横槽、低涡、槽、气旋，相配合的地面系统多为低压、倒槽、冷暖锋[6]。从多个时刻回波顶高图上看，在冷空气入流方向一侧回波顶稍高，南方降雪的回波顶比北方降雪回波顶更高一些，但一般都在6 km以下，相差不大。

方法上主要对雷达的反射率因子、回波顶高、速度场、垂直风廓线及零度层亮带等产品及特征进行分析比较，并结合天气学原理和雷达气象学[8-9]分析这些特征的形成机制和指示意义。

3.4 风廓线产品特征

通过分析北京2012年11月3－4日的降雪和2008年1月28－29日江西南昌大雪的雷达资料反射率因子，发现纯降雪地区的回波较弱，一般在30 dBz以下，达到30－45 dBz的区域一般为雨夹雪或降雨区域。2013年11月3日16时后北京延庆地区已由雨夹雪转为降雪并达暴雪级别，在雷达单站组合反射率上可以看到北京西北部山区回波基本在30 dBz以下，由于降雪前气旋在华北一带发展迅速，湿度条件已非常充足，锋前水汽输送非常明显，受强冷空气影响，出现明显降水，且锋面抬升强烈，所以降水量也比较大，降雪与降水区域出现明显界线。而2008年1月28日－29日江西南昌大雪也有类似结构。此过程中低层有明显西北气流入侵，中高层为西南暖湿气流，锋前为明显的雨夹雪区域，回波较强，有超过三分之一的回波在30－35 dBz之间，强回波结构松散，夹杂在15－30 dBz的回波之间，锋后为降雪区域，回波较弱，大部分回波处于10－25 dBz之间，在反射率因子特征上，这两次过程回波特征基本相似，降雪回波较弱，雨夹雪的回波稍强。从反射率因子对比上看，所选的这两次过程降雪在反射率因子上的差异不大。

3.5 零度层亮带特征

在选取的两个天气过程中，雷达组合反射率产品上都看到了零度层亮带的特征，指示着云体中冰水转换区的存在。零度层亮带是层状云降水的一个非常明显指标，稳定而持续的层状云降水依靠深厚的空气层缓慢而持续上升运动而形成，一般出现在气旋低压和锋面附近。由于雷达扫描策略的原因，零度层亮带通常会出现在距离雷达站中心比较近的距离范围之内，因此只有在成片的层状云降水回波移动到雷达站周围时才能观测到亮带特征。

降雪发展初期，中高层为偏南风，近地层为静风；4 h后低层西北风出现冷空气开始入侵，西北方向冷空气已占据低层，风速达到10 m/s以上，中高层为东南向暖湿气流，这一阶段，降水系统明显发展，回波水平范围也明显增大；降水系统发展成熟阶段，低层西北冷空气最大速度达到20 m/s以上，有 “牛眼”特征，高空东南气流旺盛，回波水平范围也达到最大；之后中高层转为偏东风气流，低层西北气流明显减弱，回波水平范围明显减小，降水系统开始消亡。分析知，西北冷空气的逐渐侵入，对此次北京暴雪过程发生发展起着关键作用，中高空强的暖湿气流为降水系统发展各阶段提供了充足的水汽。

降雪一般属于层状云降水，回波发展缓慢且相对稳定，具有分布连续、范围大、纹理结构清晰的特点。冬季温度低，云体内含水量少，水汽以凝华方式生成冰晶和雪。又由于冰晶和雪对微波的散射能力比水滴小得多，对微波衰减作用也较小，因此雪的回波强度通常比连续性降水回波弱[2]。有些雨夹雪回波结构松散，期间会夹杂着几处比较强的回波，其强度接近层状云降水回波强度。

4 结论

由以上分析得到初步结论如下：

（1）所选的南北降雪过程反射率和回波顶高特征差异不大，降雪的反射率值都较降水反射率值小，冷暖锋降雪锋前多为雨夹雪，锋后多为纯降雪，从反射率值上有时能看到明显分界。回波顶高都在6 km以下，比较平整连续，南方降雪回波顶较北方降雪稍高。

沧州市运河区新华小学校长，团中央辅导员杂志社理事，沧州市教育协会小学数学专业委员会常务理事、沧州师院特聘教授，先后被评为中国教育学会先进工作者、河北省骨干校长、河北省杰出校长、沧州市中小学标兵校长。多次在《河北教育》《教育文摘》发表文章。

（2）速度场上，一般高层和低层有风的垂直切变，冷空气从低层入侵，高层为暖湿气流，在降雪系统发展成熟阶段有明显的“牛眼”特征，当这一速度场结构破坏，降雪过程结束。

（3）雨夹雪过程在雷达组合反射率产品中容易观测到“零度层亮带”，南方降雪出现“零度层亮带”的概率比北方降雪高，且出现的高度也要高一些。此次分析只用了两次过程，资料偏少，若选取更多不同时次和地域的降雪资料进行分析，将会得到更加有说服力的结果。

采用SPSS 17.0软件对数据进行分析处理，计量资料以（均数±标准差）表示，采用t检验；计数资料以（n，%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

参考文献

[1]陶诗言,卫捷.2008年1月我国南方严重冰雪灾害过程分析[J].气候与环境研究,2008,13(4).

[2]石慕真,张礼宝,李铁民等.北方降雪天气的新一代天气雷达回波特征[J].黑龙江气象,2007,(3).

[3]蒋大凯,王冀,韩江文等.东北南部强降雪天气的多普勒雷达产品特征[J].资源科学,2010,32(8).

[4]张晰莹,石慕真,徐玥等.特大暴风雪动力结构的雷达探测研究[J].大气科学学报,2011,34(3).

[5]东高红,李胜山,张志茹.一次大雪天气过程的多普勒雷达特征分析 [C].//中国气象学会2006年年会论文集.天津气象台天津市武清区气象局,2006:516-523.

[6]姚立宏,方琼玉.2008年桂林降雪天气的雷达回波特征分析[J].安徽农业科学,2009,37(33).

[7]周治黔,朱燕,黄世芹,等.2011年贵州两次降雪天气过程的多普勒雷达产品特征分析 [J].贵州气象,2012,36(6).

[8]张培昌,杜秉玉,戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001.

[9]中国人民解放军总参谋部气象局.多普勒雷达资料分析与应用[M].北京:解放军出版社,2000.