天津城市热岛对海风(锋)触发局地雷暴强度和结构的影响研究

About one-fourth of the thunderstorms in Tianjin area are triggered by sea-breeze (SB).Research shows interacting between SB and westerlies system can enhance atmospheric unstable stratification and ascending motion, and trigger or strengthen thunderstorms accordingly. Meanwhile, research also discoveries that urban heat-island can impact the structure and feature of SB, and proceed to impact the strength and drop zone of local thunderstorm. This project will apply the multiple meteorological observing data from cloudy radar and wind profile radar to research the multiple-dimensioned temporal and spatial distribution feature of Tianjin urban heat-island; sorting analyzing the observing feature of impact of the strength of urban heat-island on the time, strength, vertical circulation structure and inland propulsion speed of SB; contrast analyzing the influence of the coastal-city and non-coastal-city on city heat-island; disclosing the structure characteristics of inner wind field of the forming and developing of local thunderstorm cells triggered by city heat-island and SB in Tianjin, and indicating that the interacting between urban heat-island and SB can influence the strengthen, time and drop area of local thunderstorms. Disclosing the accelerating mechanisms about the coupling operation between urban heat-island and SB by means of meso-scale numerical simulation with high temporal and spatial distribution; establishing the conceptual model of such local thunderstorm weather; extracting the early-warning qualifications of that, and putting the qualifications into the now-casting operation and man-made hail suppression.

天津地区由海风（锋）触发的雷暴总数约占1/4。研究表明海风锋与西风带系统的相互作用增强了大气不稳定层结和上升运动，触发或者加强雷暴。同时，研究也发现城市热岛对海风(锋)结构和特征产生影响，进而对局地雷暴的强度和落区形成影响。本项目拟综合应用云雷达和风廓线雷达等多种观测资料开展天津城市热岛的多尺度时空分布特征研究；分类分析不同城市热岛强度对海风出现时间、强度、垂直环流结构和向内陆推进速度等的观测特征；对比分析海岸城市--海岸、非海岸城市海风对热岛强度的影响；揭示天津城市热岛和海风锋触发局地雷暴天气云形成和发展的内部风场结构特征，得出它们之间相互作用对局地雷暴强度、时间和落区产生的影响。利用中尺度模拟方式揭示城市热岛和海风锋耦合作用对局地雷暴组织和发展演变机制；建立这种雷暴天气的短时临近概念模型；提取这类天气的短时临近预报预警技术指标，将其研究成果应用在短时预报业务和人工防雹业务中。

天津地区由海风锋触发的雷暴总数约占1/4。研究发现城市热岛对海风锋的结构和特征产生影响，进而对局地雷暴的强度和落区形成影响。本项目采用非常规观测资料诊断分析与高分辨率数值模拟等方法，开展了天津城市热岛的多尺度时空分布特征、城市热岛与海风锋相互作用触发局地雷暴强度和结构特征及其机制研究，研究建立了基于风廓线雷达的垂直速度诊断技术等若干中尺度天气信息挖掘（提取）技术。分析了天津城市热岛的多尺度时空演变规律，总结了海风锋与城市热岛、地形、阵风锋相互作用对对流触发、结构和维持特征及其影响机制，建立了海风锋触发局地雷暴发生发展概念模型，为局地雷暴的临近预警技术提供了科学依据，部分研究成果可直接应用于短临预报业务和人工防雹业务中。.该项目按照项目计划任务书完成相关内容，共发表文章10篇，其中SCI3篇，专著1部，获天津市科学技术进步三等奖1项，邀请外籍专家访问3人次，软件著作权1个，天津市地方标准1项，联合培养博士1名，高工1名，建立一支稳定的研究团队。取得的主要成果为人工防雹业务指挥提供科技支撑；对沿海城市强对流临近预警具有积极意义。