一次层状云降水空中、地面雨滴谱特征观测研究
摘要
利用采用Parsivel激光降水粒子谱和机载云物理探测系统二维降水粒子图像探头PIP(Precipitation Imaging Probe)获取的雨滴谱资料,对2010年5月27日祁县、介休一次层状云降水过程中地面、空中观测的雨滴谱资料进行分析,研究了山西层状云降水过程中地面、空中雨滴谱特征及空中雨滴谱的变化机制,并对地面和空中雨滴谱进行比较。2010年5月27日受巴尔喀什湖移入冷涡系统和西太平洋副热带高压边缘暖湿气流系统影响,华北大部分地区、内蒙古东部地区的上空形成一条东北-西南走向的连续云带,从太原雷达回波看回波为大范围均匀片状分布,回波强度20dBz左右,为典型的层状云降水回波。对地面雨滴谱谱型进行统计,祁县、介休多峰型分别占总样本数的82.9%、68.2%,单峰型次之,指数型最少。空中雨滴谱主要是多峰型,占99.5%。地面平均雨滴谱比空中雨滴平均谱窄,谱型较陡。对雨滴直径D<1.2mm的雨滴,地面雨滴谱数浓度大于空中雨滴谱数浓度。空中雨滴谱在D>1.6mm的区间,数浓度较大。这可能是受到碰并、蒸发、破碎的共同影响。用M-P分布和Gamma分布分别拟合本次降水的空中和地面雨滴平均谱发现,M-P 分布和Gamma分布均能较好拟合,两种拟合相差不大,但Gamma分布提高了小滴和大滴段的精度。空中雨滴粒子平均数浓度0℃层出现最大值,冷云部分大于暖云部分,这表明粒子特征量垂直结构反映出水凝物粒子存在着增长差异。5600米、5000米高度为冰晶之间的聚合及冰晶和雪晶碰撞而冻结。3800米雨滴碰并云滴,凝结增长显著, 3000米、2100米高度层,雨滴可能受到蒸发影响,雨滴数浓度总体减少。