利用机载探测设备研究云中零度层附近云雷达反射率与液态含水量的关系

利用机载Ka波段云雷达(an airborne Ka-band Precipitation cloud Radar,KPR)与DMT(Droplet Measurement Technologies)粒子测量系统对山东一次积层混合云进行同步穿云观测。对获取的KPR资料进行飞行轨迹误差订正和数据插值处理,与DMT粒子测量系统计算的云中的液态含水量进行相关性研究。从试验飞行云层中选取了两段云区,共划分成9个时段(累计飞行18 min)展开讨论,其中有3个时段相关性比较好,相关系数超过0.7,并且利用相关系数最大的时段拟合出KPR反射率与云中液态含水量之间的关系式。针对每个时段的粒子特征参数、云滴谱型、冰晶谱型及典型粒子图像展开详细分析,结果表明,较强相关性时段内,大云滴浓度要高于小云滴,且观测粒子多为小于100μm的小粒子;较弱相关性时段,CIP(Cloud Imaging Probe)探头观测到的粒子多为针状或板状冰晶,尺度为毫米量级。

初冬一次层状云较弱云区垂直结构的飞机观测

为分析层状云垂直微物理结构,了解雷达参数特征,揭示降水机制,利用机载Ka波段云雷达和DMT(Droplet Measurement Technologies)粒子测量系统,针对2019年11月17日山东冷锋层状云系开展从云顶至云底的垂直探测。结果表明:观测云层由高层云(3100~4500 m高度)和雨层云(800~2600 m高度)两部分组成。高层云过冷水含量较低,平均值为0.0026 g·m^(-3),最大值为0.008 g·m^(-3),云内冰晶通过水汽凝华增长,平均浓度为8.2 L^(-1),最大直径为900μm,平衡谱状态下冰晶浓度与雷达反射率因子具有较好相关性,相关系数最大为0.84。雨层云过冷水含量丰富,最大含水量为0.354 g·m^(-3),过冷水区平均雷达反射率因子为7.48 dBZ,多普勒速度为-2.3 m·s^(-1),速度谱宽为0.7 m·s^(-1);雨层云中上部以冰晶为主,下部为暖区融化粒子,冰晶通过凇附过程增长,平均浓度为208 L^(-1),最大直径为450μm;雷达反射率因子随高度降低至1500 m不断增大,在1200~1500 m高度保持不变,1200 m高度以下减小,未出现明显0℃亮带,速度谱宽随高度降低增大。