2024年2月湖北省一次大范围冻雨过程的宏微观特征及形成机制初探

2024年2月长江中下游地区先后出现两次低温雨雪冰冻天气,其中第一次过程(2月1-6日)冻雨表现出量大、范围广、持续时间长、危害性强等特征。为此,基于湖北省80个国家气象站激光雨滴谱仪观测数据,结合气象要素观测资料,对此次冻雨过程进行定量判断,并对其宏微观特征进行定量分析,结果表明:(1)此次过程冻雨区主要集中在江汉平原和武汉城市圈等地,表现为液态降水维持时间长。(2)冻雨时数和冻雨量分布具有较好的一致性,其高值区均呈现西北-东南走向,冻雨时数一般在15h以上,冻雨量超过24mm;冻雨集中期在2月2-3日,此时段各区间其数浓度、液水含量、雨强和粒径站时数占比均显著高于该过程其他时段。(3)各地区平均冻雨滴谱分布呈单峰型,其峰值数密度在200mm^(-3)·mm^(-1)左右。(4)构建的Z-R关系不同于短历时、区域性冻雨过程,能较好地实现对此类冻雨定量估测降水(Quantitative Precipitation Estimation QPE)的估算。整个过程中质量加权平均直径(D_(m))和归一化截距参数(log_(10)N_(w))的平均值分别为1.07mm和3.03。(5)在水汽凝华、丛集和凇附机制的共同影响下,致密霰粒和冰晶聚合物融化形成此次冻雨过程。

伊犁河谷流域山区和平原雨滴谱特征统计研究

雨滴谱是理解降水微物理特性和定量降水估测的基础,尤其是在降水机制复杂、时空变异性大的复杂地形中。本文利用Parsivel2激光雨滴谱仪对2020-2022年夏季伊犁河谷流域山区和平原不同降水强度和不同降水类型的雨滴谱特征进行了研究。结果表明:山区和平原降水主要以小雨滴为主,对降水强度R贡献最大的主要是中雨滴。山区降水和平原降水主要出现在午后至傍晚,山区降水大中型雨滴数浓度在各时间段均高于平原。随着雨强增大,雨滴谱的谱宽和各直径档的雨滴数浓度也随之增加,山区降水的大中型粒子数浓度在小雨和大雨时明显大于平原。在相同降水强度和降水类型的情况下,山区降水具有较大的质量加权平均直径(D_(m))和较小的标准化截断参数(log_(10)N_(w))。此外,伊犁河谷流域山区和平原的对流云滴谱均倾向于“大陆性对流簇”。研究发现,两地区降水的μ-Λ关系和Z-R关系也存在显著差异,Z=300R^(1.40)的经验关系显然高估了降水量。研究结果揭示了伊犁河谷流域不同地形条件下的降水微物理特征,为后续利用雷达资料反演降水提供可靠的事实依据。

北上台风“杜苏芮”登陆后河北中南部的雨滴谱特征分析

利用雨滴谱仪观测资料,分析了2023年7月29日至8月1日的河北中南部极端降水的雨滴谱特征,研究降水的微物理特征变化。结果表明,降雨强度R小于50 mm/h时,雨滴直径随着R的增加明显增大,R超过50 mm/h时,随着R的继续增大,雨滴的质量加权平均直径不再继续增长,趋于平衡,稳定在2 mm。此次降水位于海洋性对流特征区域的点较多,而位于大陆性的点较少,仍有很多点位于两种形态的过渡区间内,表明地面降水的微物理过程具有显著的时空变化。利用K-means聚类算法,将降水样本按照滴谱特征分为5类,发现不同强度滴谱特征具有明显差异,当降水强度高于50 mm/h时,降水的滴谱性质体现为较大的加权平均直径和较大的粒子数浓度,正是因为有持续稳定的大直径粒子和高数浓度的特征,雨滴谱的突变加上台风输送源源不断的水汽,才能在短时间内产生强降水。利用滴谱数据进行雷达降水估测关系拟合,得到雷达反射率Z、差分反射率KDP和R的拟合公式Z=224R1.44和R=45.8KDP0.77,使用R-KDP定量降水估测关系,结果要优于使用Z-R关系,尤其是超过40 mm/h的降水,估计误差明显好于使用Z-R关系。

基于雨滴谱参数反演的C波段双偏振雷达降水类型分类方法

降水类型分类对分析区域降水微物理特征、多源降水融合误差模型的构建以及雷达定量测量降水估计等都很重要。本文基于2015~2016年南京信息工程大学C波段双偏振雷达数据和南京地区滴谱仪观测资料,提出一种适用于南京地区的雷达降水类型分类方法,并对降水类型分类结果进行对比验证。首先,基于滴谱仪降雨率时序数据、地基雷达反射率因子平面位置显示数据和地基雷达反射率因子时间—高度显示数据,筛选出36次典型层状和对流降水过程。随后,统计3个滴谱仪站点典型层状(对流)降水的雨滴谱(DSD)参数,拟合得到适用于南京地区的降水类型分类线。将基于滴谱数据统计拟合的分类线应用于基于变分法反演的地基雷达DSD参数,进行地基雷达降水类型分类。根据典型层状(对流)过程降水类型分离指数的时间—高度分布,并对比星载双频测雨雷达(DPR)降水分类产品,对分类效果进行验证。最后,将分类结果应用于雷达分类定量降水估计,进一步说明降水分类的应用效果。结果表明,南京地区3个滴谱仪站点的拟合分类线非常一致,3个站点的典型层状(对流)过程均能够很好地分离在分类线两侧;与DPR降水分类产品进行对比分析,发现南京地区分类线的分类效果相对于其他典型降水分类方法,对层状和对流降水的识别率整体最高,分别为84.56%和72.64%;基于降水分类的雷达定量降水估计的测雨精度均优于未分类的测雨公式,且基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在四种分类测雨公式中整体性能最优,基于水平反射率因子的测雨公式[R(ZH)]在层状云降水反演中性能最优,基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在对流云降水反演中性能最优,基于水平反射率因子和差分反射率的测雨公式[R(ZH,ZDR)]对原有总体测雨公式降水精度的提升最为明显。

珠江三角洲“9·7”极端暴雨精细观测特征及成因

2023年9月7—8日珠江三角洲出现极端特大暴雨(简称“9·7”极端暴雨)。应用多源资料分析该过程的精细化观测特征及成因,结果表明:“9·7”极端暴雨由高层辐散、中层弱引导气流、低层西南季风和台风海葵(2311)残涡共同造成,水平尺度约为100 km的带状中尺度对流复合体长时间维持,列车效应和暖云降水特征显著,雷达回波质心低,最强降水阶段不低于45 dBZ的强回波质心位于4 km高度以下,不低于30 dBZ的强回波在深圳持续时间长达21 h。该天气过程以中小雨滴为主且数浓度较大,当降水强度大于20 mm·h^(-1)时,雨滴粒径增大但数浓度明显降低。“9·7”极端暴雨持续时间、强度和落区与边界层低空急流脉动、急流核区位置对应很好,强降水出现在低空急流指数迅速加强后的1~2 h内,低空急流和低空急流指数变化对强降水具有重要指示意义。台风海葵(2311)残涡在珠江三角洲的长时间滞留是此次极端暴雨的天气尺度原因,深厚的边界层低空急流提供了良好的动力和水汽条件,对流风暴的持续生成和维持是此次极端暴雨的直接原因。

青藏高原中东部和四川盆地的夏季雨滴谱对比分析研究

为了进一步认识青藏高原中东部和下游四川盆地的降水微观特征和差异,本文利用2019年7-8月和2020年7-8月那曲、玉树、林芝、巴塘、泸定和成都6个地区的雨滴谱观测资料,研究了不同地区之间的雨滴谱特征和差异,并提出了各个地区降水的Gamma谱形状参数-斜率参数关系和反射率因子-雨强关系。结果表明:因更多强对流降水的贡献,盆地和邻近地区(成都和泸定)的雨滴谱整体比高原地区(那曲、玉树、林芝和巴塘)的更宽,中大雨滴(直径≥1.0 mm)数浓度更高;而高原地区的降水主要来自层云和弱对流,整体雨滴谱更窄,小雨滴(直径<1.0 mm)数浓度更高。6个地区的雨滴谱均随雨强增大而变宽,数浓度也逐渐升高。不同地区之间的雨滴谱差异也会随雨强变化而改变,当雨强超过0.1 mm·h-1后,那曲和林芝的小雨滴数浓度随雨强增大而增大的幅度明显比其他地区更大;当雨强达到5 mm·h-1后,成都和泸定的中大雨滴数浓度与其他高原地区的差异也逐渐变大。在谱形状参数相同情况下,成都和泸定的谱倾斜率更小,反映了这两个地区雨滴数浓度随粒径增大而减小的速率比高原地区的更慢。在相同雷达回波强度(反射率因子)情况下,那曲和林芝层云降水的雨强比其他地区大;林芝对流降水在雷达回波低于40 dBZ时,雨强也比其他地区的大,而那曲对流降水在雷达回波大于40 dBZ后,雨强比其他地区的小。

东北地区新民夏季雨滴谱特征

以辽宁省新民气候基准站的降水现象仪观测数据为基础,研究我国东北地区新民夏季不同雨强及不同降雨类型的雨滴谱特征,并与其他地区进行对比。结果表明:新民雨强越大谱宽越宽,雨强大于20 mm·h^(-1)的雨滴谱谱宽接近8 mm,降雨以小雨滴为主,但中等雨滴对雨量的贡献最大。对流云降雨为典型的大陆型对流,以雨滴的直径较大而数浓度较低为特点,质量加权平均直径Dm的平均值为2.14 mm,标准化截距lgN_(w)的平均值为3.40。拟合的μ-Λ关系与其他地区采用PARSIVEL雨滴谱仪数据拟合的μ-Λ经验关系接近,而与采用二维视频雨滴谱仪(2DVD)数据拟合的μ-Λ关系差异较大。与华东、华北地区相比,东北地区新民D_(m)(lgN_(w))的平均值更大(小),拟合的对流云降雨Z-R关系的指数更大。

冷涡背景下积层混合云降水的雨滴谱垂直分布及演变

利用2021年8月24—25日吉林靖宇微雨雷达反演的垂直探测资料,结合雨滴谱仪、雨量计等地面资料,分析了长白山麓一次混合云降水过程的雨滴谱垂直分布及微物理特征参量演变特征。结果表明:雨量计、雨滴谱仪探测地面雨量与微雨雷达反演的150 m高度雨量变化趋势基本一致,但观测值与反演值存在一定偏差。Gamma函数对地面雨滴谱拟合优度达到0.99,拟合效果优于微雨雷达,对微雨雷达反演的大雨滴数浓度拟合值明显偏小。不同直径(D)雨滴对不同高度微物理参量贡献不同,小雨滴(D≤1.0 mm)对雨强、反射率因子、液态水含量、总数浓度贡献率一般随着高度降低而降低,中雨滴(1.0 mm<D≤3.0 mm)和大雨滴(D>3.0 mm)对参量贡献率基本随着高度降低而升高。不同降水阶段的雨滴蒸发、碰并作用不同,降水前期气温高且湿度低,雨滴下落过程中蒸发作用较强,而降水集中期相对湿度接近饱和,雨滴碰并增长作用明显。

华南夏季沿岸与近海岛屿雨滴谱特征对比分析

充分理解降水微物理的局地变化特征有助于提升本地化降水的模拟和预报能力。利用我国华南地区夏季四个站点(广西北海涠洲岛、防城港,广东阳江、江门上川岛)的雨滴谱观测数据,研究对比近海岛屿与沿岸陆上的降水微物理特征差异。研究表明,对流性降水对华南地区夏季降水量的贡献最大,且对流性降水的微物理特征具有明显的局地差异,具体表现为东部站点(阳江、上川岛)大雨滴更多而小雨滴浓度偏低,而西部站点(涠洲岛、防城港)的小雨滴浓度更高。此外,沿岸站点(阳江、防城港)较岛屿站点(上川岛、涠洲岛)的大雨滴浓度更高。研究还讨论了降水微物理的局地差异与环境变量之间的关系,发现东部(沿岸)站较西部(岛屿)站具有更厚的暖云层,更长的雨滴下落路径增强了碰并过程,从而促进了雨滴粒径的增长。同时,还拟合了华南地区四站的μ-L关系和Z-R关系以应用于提高降水和雨滴谱的估计和反演精度。可为研究我国华南地区降水微物理的局地变化特征提供较全面的参考依据。

三江源一次降水过程雨滴谱垂直演变特征

利用布设在泽库站内的微雨雷达(Micro Rain Radar,MRR)、OTT-PARSIVEL激光雨滴谱仪、雨量计(Rain Gauge,RG)观测资料,针对2021年9月17日一次降水天气过程,对比分析MRR在高原地区的适用性,研究了不同雨强MRR观测参量及雨滴谱的垂直变化特征。结果表明:在此次过程中MRR与雨滴谱仪及RG的累计雨量结果较为一致,MRR 200 m雨强与雨滴谱仪反演值相关性较好。不同雨强下降水参量在垂直分布上有所差异,雨强Ⅰ档,受蒸发作用影响反射率因子、液态水含量、雨强由高层至低层表现出波动变化的趋势;雨强Ⅱ档,蒸发作用减弱,各微物理量峰值高度有所降低;雨强Ⅲ档,粒子碰并作用增强直径增大,各微物理量随高度的降低而增大。此次降水过程以小粒子为主,在各个高度层小粒子对数浓度的贡献均最大。1000~4000 m小粒子对雨强贡献率均大于90%;1000 m以下中等粒子随着高度降低对雨强的贡献逐渐增大;大粒子在高层对雨强的贡献率大于低层。

福建沿海平原和山地地区的雨滴谱差异研究

为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018—2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量与雨强的经验关系进行了研究和初步检验。结果表明:福建沿海山地站的小雨滴(直径(D)<1 mm)和大雨滴(D≥3 mm)数浓度明显高于平原站,但平原站的中雨滴(1 mm≤D<3 mm)数浓度则略高于山地站。两个站的小雨滴数浓度随着雨强增大均呈现“先升高,后降低,再升高”的趋势,而中、大雨滴的数浓度则随雨强的增大也持续升高。山地站降水整体具有更小的质量加权平均直径(D_(m))和更大的广义截断参数(lgN_(w))。因更高浓度中、大雨滴的贡献,平原站的雨滴谱在相同形状参数(μ)下,斜率参数(Λ)较山地站小,即雨滴数浓度随直径增大而下降的速率更慢。对两个站雨滴谱拟合得到的雷达定量降水估测公式进行初步检验,结果表明,实测雨滴谱拟合的反射率因子与降水强度(Z-R)关系和差分传播相移率与降水强度(K_(DP)-R)关系效果均好于现阶段业务常用的Z-R关系。

江淮气旋暴雪和海效应暴雪个例的微物理特征对比

利用雨滴谱等多源观测资料,对2023年12月山东江淮气旋暴雪和海效应暴雪的微物理特征进行了对比分析。结果表明:(1)相比于海效应暴雪,江淮气旋暴雪云系云顶高度较高,云顶亮温较低,对流强度较强。(2)江淮气旋暴雪的粒子数浓度高、粒子谱较窄、粒子体积较小、降雪强度较大;海效应暴雪的粒子数浓度低、粒子谱较宽、粒子体积较大、降雪强度较小。(3)江淮气旋暴雪的粒子下落末速度以单峰型为主,海效应暴雪则多为双峰型;江淮气旋暴雪的粒子下落末速度及其谱宽均大于海效应暴雪。(4)江淮气旋暴雪含有较多的霰粒、冰粒、雪花,海效应暴雪则以雪花及其聚合体为主。(5)两次暴雪的等效反射率因子(Z e)-降雪强度(I s)关系有较大差异。在降雪强度相同时,海效应暴雪的Z e更大。

3种新型探测资料在贵阳春季一次短时强降水天气过程中的分析应用

【目的】探讨新型探测资料在短时强降水天气监测预警中的应用。【方法】利用常规气象观测资料、ERA5再分析资料、风廓线雷达、地基微波辐射计以及雨滴谱资料对贵阳地区2023年3月16日1次短时强降水天气过程进行分析。【结果】(1)短时强降水发生前2 h,垂直运动较弱,垂直风切变强中心向下传播,降水前约0.5 h,0~7 km垂直速度明显增大,低层上升运动更为显著,正垂直风切变明显增强,低空急流指数迅速增大;(2)19—21时,大气液态水含量呈波动增长,受干侵入影响,1 km以下相对湿度减小,0~8 km形成相对湿度为“上下干中间湿”3层结构,降水前约0.5 h,大气液态水含量迅速增大,变为“上干下湿”2层结构,强降水发生时处于大气液态水总含量波峰;(3)强对流过程处于高能环境,K指数从午后开始超过35℃,在降水发生前约0.5 h,K指数和CAPE均有较大跃升,降水发生时,强烈的西南风低空急流带来了暖湿空气,在0.2~1 km出现逆温,有>25℃的极值中心;(4)该次短时强降水过程雨滴直径与下落速度的关系符合理论关系,降水强度贡献最多的为中等大小粒径的粒子,降水时段,雨滴尺度谱存在明显的双峰结构。【结论】新型探测资料可以更细微地捕捉到短时强降水天气发生前中小尺度特征;垂直速度、低空急流指数和大气液态水含量的显著增大,预示着降水即将开始,急流指数的脉动与雨强之间有很好的对应关系;此外,0~1 km垂直风切变的增大,对强降水的出现有较好的预示作用。

台风“暹芭”不同阶段的大暴雨雨滴谱特征分析

以国家气象观测站雨滴谱资料为主,结合雨量计、雷达和ERA5再分析资料,分别选择江永站和宁乡站代表倒槽、低压阶段,分析2022年台风“暹芭”影响湖南不同阶段的大暴雨雨滴谱特征。研究表明:①层状云降水频次远高于对流云降水,江永站降水稳定连续而宁乡站降水随时间波动明显,直径0~1 mm的粒子数浓度最大,高于东亚普通对流性降水;②直径0~1 mm的雨滴对数浓度贡献最大,雨量贡献以直径1~3 mm粒子为主,直径大于1 mm的粒子对宁乡站对流降水贡献最大;③江永站平均尺度谱谱宽与雨强成反比,宁乡站大滴端“上翘”且小雨滴谱浓度和谱宽与雨强成正比;④江永站对流云降水的平均lg_(10)N_(w)-D_(m)值偏向海洋性对流,宁乡站介于海洋性对流和大陆性对流;⑤江永站的μ-λ关系式为λ=0.02μ^(2)+0.48μ+3.58,宁乡站是λ=-0.01μ^(2)+0.9μ+1.59;根据降水类型选择Z-R关系反演的雨强与真实雨强更接近,可改善强降水估计精度。

北部湾沿海热带气旋暴雨与暖区暴雨雨滴谱特征分析

利用广西北海、防城港2019-2021年雨滴谱观测资料,对比分析热带气旋暴雨(TCRs)和暖区暴雨(WSRs)过程雨滴谱结构特征及其差异。研究结果表明,TCRs比WSRs具有更高浓度的小雨滴和更低浓度的中、大雨滴;TCRs雨滴直径小且粒径分布较集中,雨滴数浓度较高;WSRs雨滴直径大,但粒径分布较离散,雨滴数浓度偏低。TCRs降水以中、小雨滴贡献为主,WSRs降水则以中、大雨滴贡献为主,在这两类暴雨过程中,中雨滴对降水贡献率均超过68%。对于层云降水,WSRs比TCRs具有更大的雨滴尺度变率和更集中的粒子数量分布;而对流降水中,WSRs与TCRs相比,雨滴尺度变率大,粒子数量分布更离散。TCRs对流降水具有明显的海洋性对流降水特征,WSRs对流降水则更具大陆性对流降水特征。TCRs对流降水(层云降水)Z-R拟合关系为Z=155.27R^(1.54)(Z=223.92R^(1.35)),WSRs对流降水(层云降水)Z-R拟合关系为Z=241.55R^(1.48)(Z=331.44R^(1.34))。总体来看,新一代多普勒天气雷达对WSRs的降雨估测效果比TCRs的估测效果更好。

安宁河谷雨季层状云和对流云降水的雨滴谱特征

利用2017年8—10月安宁河谷的激光雨滴谱仪观测数据,对层状云和对流云降水粒子谱的微物理参量、Gamma函数拟合、Z-I拟合关系、降水粒子对数浓度和降水强度贡献率进行了分析。结果表明:层状云雨滴谱较对流云窄,对流云降水粒子总数浓度、降水强度、液态水含量和雷达反射率因子等均显著高于层状云。Gamma函数可以较好地拟合雨滴谱的分布情况,层状云的函数曲线较对流云更加平滑。层状云、对流云降水的Z-I拟合关系均较好,分别为Z=181.90I1.54和Z=175.59I1.54。层状云降水强度贡献率的80%集中在直径不超过2 mm的粒子,而对流云的90%集中在直径超过1 mm的粒子,表明降水粒子尺度较浓度对降水强度的影响更大,大尺度降水粒子对降水强度贡献更大。

2014—2022年古田人工增雨随机试验物理检验

基于2014—2022年福建古田地面火箭人工增雨随机试验样本,利用回波强度、回波顶高和负温层厚度等雷达宏观参量以及双偏振参量差分反射率和差分相位差,开展人工增雨随机试验物理检验及催化个例的物理响应研究。结果表明:与作业后非催化样本回波强度小幅上升后快速减弱相比,81.6%的催化样本在作业后回波强度增强,其中52.6%的样本最大增幅为0~20%(不含0),21.1%的样本增幅为20%~50%(不含20%),7.9%的样本增幅超过50%;作业后52.6%的催化样本出现回波顶高升高和负温层增厚现象,其中36.8%的样本增长0~20%(不含0),13.2%的样本增长20%~50%(不含20%),2.6%的样本增长超过50%;催化样本的双偏振参量差分反射率和差分相位差在作业后也出现持续增强;个例分析显示,催化作业有助于云体发展、增强和维持,促使降水量显著增加,不仅降水粒子增多增大,云体生命史也延长。

山东夏季两次极端雨强暴雨的滴谱特征研究

利用Thies激光雨滴谱仪观测的两次极端雨强暴雨的雨滴谱资料,结合CINRADA/SA多普勒雷达观测资料,分析了极端雨强对流降水雨滴谱和积分参数特征、以及地面雨滴谱的形成机制,主要结论为:(1)两次过程都是受副热带高压外围西南气流与西风槽共同影响,具有高温高湿的特点,有利于强降水的产生。(2)强对流降水(雨强R>20 mm h-1)雨滴谱参数lg Nw、D0与雨强R关系显示,2015年8月3日参数D0随着R增大很快增大,线性拟合线的斜率较大,lg Nw随着R增大逐渐减小,线性拟合线的斜率为负值;2017年7月26日D0和lg Nw与R都是正相关,但D0和lg Nw随着R增大较缓慢地增大,线性拟合线的斜率较小。强对流降水雨滴浓度NT与雨强R之间的关系可以用幂函数拟合,8月3日有较大系数和较小指数,7月26日有较小系数和较大指数。(3)不同雨强的对流降水平均雨滴谱分布显示,8月3日随着雨强增大(R>50 mm h^(-1)),直径1~3 mm中小粒子数密度相差不大,直径3~6 mm大雨滴的粒子数密度明显增大,对流降水Z–R关系有较大指数(1.61);7月26日随着雨强增大各直径档的粒子数密度基本同时增大,对流降水Z–R关系有较小指数(1.25)。综合各种参数与雨强关系和平均雨滴谱分布特征判断,8月3日强对流降水雨滴谱属于典型的尺寸控制雨滴谱特征,而7月26日对流降水属于浓度—直径混合控制的雨滴谱特征。(4)雨滴谱归一化Gamma函数参数Nw–D0分布显示,两次对流降水都具有典型大陆性对流降水雨滴谱特征,对流降水主要属于冰相对流降水雨滴谱,但8月3日过程有较多雨滴谱属于冰相—暖雨混合对流降水雨滴谱特征。

山东6次台风暴雨雨滴谱统计特征及区域差异

利用多普勒天气雷达产品、降水天气现象仪观测资料和热带气象最佳路径数据集,针对2018—2021年6次影响山东的台风暴雨过程的降水特征,分析台风影响代表站暴雨雨滴谱和积分参数的变化特征。结果表明:不同台风进入山东之初的微物理特征不同,台风安比(1810)、台风温比亚(1818)、台风巴威(2008)和台风烟花(2106)偏海洋性,台风摩羯(1814)和台风利奇马(1909)偏大陆性。经过不同距离、受不同环境影响后,台风暴雨的微物理特征出现变化。参数间的统计关系显示,大陆性和海洋性对流云降水存在差异,如μ-λ统计关系等。Z-R关系较复杂,大陆性和海洋性对流云降水过程,Z-R关系无明显差异。平衡雨滴谱占比为0.8%~29.3%,较高占比(大于7.0%)平衡雨滴谱既可出现在海洋性对流云降水过程,也可以出现在大陆性对流云降水过程;过渡雨滴谱占比为22.8%~77.8%,高比例(大于50.0%)过渡谱主要出现在大陆性对流云降水过程。

昭苏夏季层状云和对流云降水的雨滴谱特征

利用2020—2021年昭苏地区夏季的雨滴谱数据,研究层状云和对流云降水的微物理参量及雨滴谱特征。结果表明:对流云降水的粒子数浓度和粒子直径明显偏大,较大的粒子直径和粒子数浓度使得其降水强度和液态含水量远大于层状云降水。两类降水云的雨滴谱均为单峰结构,峰值直径主要分布在0.5~0.625 mm,对流云降水的雨滴谱谱宽明显大于层状云降水。两类降水云的雨滴直径和粒子数浓度与青藏高原中部的观测值相近,且昭苏地区的对流云滴谱更倾向于大陆性对流簇。研究结果有助于加深对昭苏地区降水的微物理特征及其演变规律的理解。