滇中一次强雨雪过程粒子谱特征分析

为了研究低纬高原地区雨(雪)过程粒子微物理特征,利用布设在云南中部的一台Parsivel~2雨滴谱探测仪探测到的2015年12月16—17日雨(雪)过程粒子谱资料,对雨(雪)过程粒子微物理参量的演变特征、粒子数浓度、粒子谱及速度谱分布特征进行了分析.结果表明:此次降雨(雪)过程以降雪占主导地位.纯雨阶段粒子加权平均直径D_m为0.82 mm,纯雪阶段D_m仅为0.79 mm,雪粒子平均直径小于雨粒子平均直径;降水强度与粒子数浓度、雷达反射率之间具有较好的正相关性,粒子数浓度越大,雷达反射率越大,雨强越大,粒子直径与降雨强度没有明显的正相关特征;不同相态的粒子在同一直径档的下落速度差异较大,雨粒子下落速度与直径呈线性相关关系,下落速度靠近结霜一侧且在D_m1.6 mm范围内,雪粒子则靠近未结霜一侧,粒子速度与粒子直径无明显线性相关关系;雨粒子直径较大、下落速度较快,表现出冻滴附着的显著特征,而雪粒子则以冰晶的单一增长为主要特征.     

积层混合云降水雨滴谱特征分析

研究了雷州半岛积层混合云雨滴的微结构参量特征,用2007年8月8日至11日在广东湛江和遂溪观测获取的295个降水雨滴谱样本.根据雨滴瞬时谱和有关物理量的演变特征,分别得到了数浓度、雷达反射率因子和雨水含量与雨强的变化关系,给出了雨滴谱的Γ分布拟合和参数随时间的变化特征,得出三次积层混合云降水的平均谱Γ分布,可以描述为N=58 859.634 29D~(7.403 805) exp(-4.816 26D).这些结果可作为检验标准与雷达回波资料进行比较,确定降水的性质和定量估量降水;还可以通过地面连续雨滴谱数据推测空中雨滴谱的基本特征,从而完整地认识整个降水过程.     

高海拔地区冬季降雪滴谱特征分析

滴谱分布能够在一定程度上反映降水云成雨的过程,江河源区降水对生态和径流补给有着重要影响,为研究高海拔的三江源地区降雪微物理特征,利用OTT Parsivel激光粒子谱仪实测的降雪滴谱数据,采用最小二乘法对平均雪滴谱进行Gamma分布和M-P分布拟合,分析降雪滴谱特征和降雪过程微物理特征量降雪强度、粒子数、平均粒径随时间的演变规律,结果表明:(1)该地区降雪滴谱分布更接近于Gamma分布;(2)速度小于2 m/s的粒子对降水贡献达90%以上;(3)粒子数与降雪强度变化趋势基本一致,平均粒径与降雪强度变化没有显著关系;(4)Z=300R~(1.40)关系式高估了当地实测值。因此,以上分析可以增加对该地区降水微物理特征的理解,并有助于该地区降水微物理特征的研究。     

西藏那曲一次对流云降水及云微物理数值模拟

利用中尺度数值模式(WRF)对2015年8月13日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程及云微物理特征进行了模拟.结果表明，WRF模式能够较好模拟本次对流云降水的落区、量级及其日变化等特征.本次对流云降水以冰相过程为主，冰晶粒子、雪粒子、霰粒子、云水粒子和雨水粒子由高到低依次分布，其中霰粒子含量最大.液态降水主要源于霰粒子的融化过程，暖雨过程中雨水和云水的微物理过程也对降水有一定影响.此外，位于高层的雪粒子通过冰晶的贝杰龙过程增长，之后通过碰冻过冷雨滴形成霰粒子胚胎，而霰粒子在上午依靠高层碰并雪和低层碰并过冷雨滴以及中层其本身淞附过程而增长，午后则通过中低层淞附过冷云水和碰并过冷雨滴过程增长.     

海洋浅对流云滴谱演变的观测分析

为了更好地分析云滴谱演变特征,结合垂直速度和液态水含量,采用总体平均统计和个体分析相结合的方法,对在加勒比海域开展的海洋浅对流云降雨观测试验(RICO)中3个架次(rf06、rf10和rf13)的滴谱资料进行了分析。结果表明:在云底以上500m左右的范围内,主要以云滴的凝结增长过程为主;在1km以上高度附近,雨滴粒子开始出现,成为云滴粒子向雨滴粒子转化的敏感区域;在对流云的上部,雨滴粒子随高度逐渐增多,直径较小的云滴粒子的数密度变化差异较大;云粒子谱型与环境动力场有明显的相关关系,处于蒸发过程时,直径小于40μm的云滴粒子会迅速减少,处于凝结过程时,直径在10μm附近和30μm附近的粒子会有双峰谱型出现,对应着云凝结核的活化和小云滴粒子的凝结增长。     

雨滴谱gamma函数拟合方法的分析与评估

地面雨滴谱常呈现gamma分布,gamma函数三个参数分布特征与降水云性质有关,采用不同拟合方法得到雨滴谱分布参数亦存在差异。利用2016年6～7月华南前汛期降水观测试验期间广东龙门地面PARSIVEL激光雨滴谱数据和相同地点的C波段调频连续波垂直探测雷达数据进行层状云及对流云分类,对地面雨滴谱数据按照15 min时长进行分组,得到了102组层状云降水样本和64组对流降水样本,开展降水雨滴谱gamma模型函数拟合方法的评估试验。对雨滴谱分布平均值特征曲线的代表性确认后,分别进行了非线性最小二乘法拟合以及多种阶矩法的拟合试验;使用地面实测数据与gamma拟合函数三个参数分别计算雨滴谱数浓度均方根误差、质量加权中值粒径的相对误差和降水强度的相对误差评估拟合结果。结果表明,使用非线性最小二乘法拟合效果最优。联合2016年6月13日调频连续波雷达探测一次降水过程不同阶段的地面雨滴谱特征,得到降水强度与gamma参数的相关关系,为降水云体垂直结构及降水微物理研究提供合理方法。     

南京地区梅雨降水的微物理结构特征

分析了1980年到1983年的155份梅雨滴谱资料,主要结果有:(一)通过研究雨滴谱参数与样本大小的关系,认为为了获得有代表性的滴谱,样本应不小于450个雨滴;(二)梅雨滴谱的谱型可分为二大类四小类;(三)不同谱型的雨滴谱有不同的微物理特征;(四)微物理特征量之间有密切的关系,这种关系因谱型而异。     

一次过冷水充沛的积层混合云宏微观探测研究

通过飞机微物理探测资料,结合卫星、雷达、探空、EC、雨量、天气形势等多种宏观数据,对2013年4月5日河南中南部一次过冷水充沛的积层混合云系降水过程进行综合分析.结果表明:本次飞机探测为天气系统中后期,云系发展深厚无夹层,飞行区域雷达回波水平及垂直分布不均匀,云中过冷水含量极为充沛,且伴随高度的上升而增大. 4950 m大云粒子以冰晶为主,存在少量冰针等其他形状的固态粒子,降水粒子多数呈枝杈状;3000～4000 m(-3～-6℃)在过冷水丰富条件下,有助于针状粒子形成与增长;2400 m高度上粒子基本以霰和雪等为主.粒子谱宽在冷区大于暖区;整个过程小云粒子浓度较高,谱宽多数集中在20μm以下,谱型呈单峰分布;大云粒子谱在暖区呈单峰分布,在冷区呈双峰分布;降水粒子谱型规律性不强,整个过程呈指数分布或单峰分布.     

河南春季一次冷锋降水过程的云物理结构分析

利用Cheyenne ⅢA探测作业飞机机载PMS探测设备、GPS航迹资料、飞机探测宏观记录、天气预报等资料,对河南春季云粒子浓度、粒子直径、液态水含量及云滴谱进行了分析。结果发现,冷锋前后云中粒子的浓度、液态含水量以及粒子的粒子谱型存在较大的差异,从而揭示出锋面前后云中粒子的不同特征,云粒子谱分析表明：锋前云粒子谱主要为单峰型,锋面过境时,谱型逐渐转为双峰型或多峰型。混合云及更高层的云谱型比层积云更加复杂,粒子直径比积云大很多,谱宽较宽。     

下落过程中雨滴谱和雨的雷达反射率的变化

一、前言 在雨滴下落的过程中,雨滴与云滴之间的冲并,大雨滴与小雨滴间的冲并,雨滴的破碎和雨滴的蒸发等效应要引起雨滴谱的变化,这是云雾物理学需要解决的问题之一。 雨滴谱随高度变化的问题对雷达气象学也有意义。用雷达测雨是一种比较好的遥测方法,它能给出雷达站四周雨强的分布以及它们随时间的变化。从服务的观点来看,我们当然希望雷达测出的雨强分布就能代表实际上降落到测站四周地面上的雨强。但是,由