GPM卫星探测四川“5·21”特大暴雨的降水结构特征分析

四川复杂地形容易触发对流,暴雨发生频次较高,研究该地区暴雨结构及宏微观物理特征有重要意义和价值。本文利用GPM卫星资料分析了2018年5月21日四川一次特大暴雨的三维结构及宏微观特征。结果表明:此次特大暴雨过程由一个α中尺度对流系统造成;层状云降水与对流云降水的样本比例为2.5:1,但对流云降水率为层状云降水率的5倍;环境风场垂直切变较强导致最大雨水含量的位置与最大云冰含量的位置不一致;对流云降水反射率因子高频区数值随高度变化比层状云降水显著;粒子数浓度参数和有效粒子半径的频率分布反映出在4~7 km高度对流云中雨滴碰并增长过程显著,4 km以下雨滴蒸发和破碎过程明显,层状云降水粒子数浓度参数和粒子有效半径的范围比对流云窄且随高度变化不明显。

全球热带海洋地区降水季节变化的TRMM卫星观测

基于2007~2012年TRMM卫星上搭载的降水雷达提供的雷达反射率因子、降水率、降水类型等产品,结合ECMWF提供的再分析数据资料,分析了全球热带海洋地区平均降水率、400 h Pa垂直速度、850 h Pa相对湿度和下对流层稳定度的时空分布特征.根据400 h Pa垂直速度的季节差异确定了4个子研究区及相应对比季节,给出了对比季节内浅对流单体、层云、对流云3种降水系统降水量、降水面积、降水强度以及垂直结构上的差异.结果表明:(1)热带海洋地区平均降水率与400 h Pa上升速度在时空分布上存在一个显著的正相关,即400 h Pa上升速度越强的地区平均降水率越大;(2)4个子研究区内层云降水对区域累积降水面积贡献率最大(年均值均超过50%),对流云降水次之(约30%),而对流云降水对区域累积降水量贡献率最大(约65%),层云降水次之(约25%);(3)400 h Pa上升速度较强时,4个子研究区中3类降水系统的累积降水面积、累积降水量都有所增加,但降水强度以及降水系统垂直结构的变化存在差异,其中对流云降水强度一致增大且其垂直结构上的发展更旺盛;(4)对流云降水系统的雨顶高度、雷达反射率重心以及30 d BZ回波顶高随着400 h Pa上升速度的增强以及850 h Pa相对湿度的增加而迅速抬升,同时随着下对流层稳定度的降低有所抬升,但变化率较小.说明影响对流降水系统垂直结构的主要气象条件是400 h Pa上升速度和850 h Pa相对湿度.