梅雨锋前线状中尺度对流系统成熟阶段的空气垂直运动分析

2007年7月8日清晨,中尺度对流系统（MCS）沿着梅雨锋南缘准东西向切变线形成和发展,造成了淮河流域特大暴雨.本文综合分析高分辨率的雷达回波和地面观测资料,较严格验证了1.1kin分辨率的数值模拟结果,进而研究了模拟的MCS成熟阶段的深对流（DC）和层云降水区域（RST）空气垂直运动（w）及其预报方程倾向项的分布.DC区域内以强空气上升运动为主,最强上升运动在对流层中层（～6 km）,在低层（＜1.5 km）空气上升和下沉运动并存;RST区域中高层弱上升、低层（4～5 km以下）弱下沉.w预报方程各项中,空气扰动密度浮力项（B1）、扰动气压梯度力项（PGA）和水凝物拖曳项（B2）起着主要作用.在DC区域,低层（1.5 km以下）B1项有助于高θse空气上升和低θse空气下沉,PGA有助于空气上升运动,即热力和动力作用共同影响着新的对流的形成;2～ 10km高度,水物质的相变造成的热力作用支持着DC区域内强烈的上升运动;云顶附近B1为负、PGA为正,这可能是因为空气弱的上升运动导致绝热冷却和长波辐射的冷却作用.与DC区域相比,RST区域内各项的强度比较弱,在～5 km高度以下,雨滴蒸发冷却作用是导致空气下沉运动的最重要的因子;5～ 12kin高度,从DC区域卷出到RST区域的暖湿空气及凝华所释放的潜热是造成正的浮力作用（B1＞0）的主要原因;云顶附近则与DC的情况类似.

利用毫米波云雷达数据反演层云微物理参数和云内湍流耗散率

利用地基毫米波雷达进行云参数及云内湍流特性的探测和反演。根据云雷达回波的功率谱数据,反演出大气垂直运动速度和云微物理参数,得到云内湍流耗散率ε的大小和分布情况,并进一步研究和分析了云内空气垂直运动与云微物理参数、反射率因子、多普勒速度、速度谱宽变化的关系,更好地了解云的演变情况。对2016年8月8日四川稻城的一次层状云过程的探测和反演表明:1)粒子有效半径随着上升气流的增强而增大,由于碰并聚合的作用,粒子数浓度也呈现相应减小的趋势。2)云内湍流耗散率ε在云底、云顶较大,云内较小,量级在10^-8~10^-2m^2·s^-3,多普勒速度能谱验证了假设雷达探测湍涡的尺度在惯性副区的合理性。3)随着上升气流的增强,云粒子的下沉运动相应减小,速度谱宽相应增大。