北京冬季降水粒子谱及其下落速度的分布特征

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作   者：

贾星灿;  马新成;  毕凯;  陈羿辰;  田平;  高扬;  刘香娥;  何晖; 

作者机构：

云降水物理研究与云水资源开发北京市重点实验室;  南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室;  中国气象科学研究院;  中国气象局北京城市气象研究所;  北京市人工影响天气办公室; 

关键词：

冬季降水;  粒子下落速度;  粒子形态; 

期刊名称：

气象学报

基金项目：

陆地边界层大气污染垂直探测技术
人为气溶胶对京津冀地区雾的影响的观测和数值研究
基于飞机观测的华北地区气溶胶对云和降水影响的中尺度云分档模拟研究

i s s n：

0577-6619

年卷期：

2018 年 01 期

页   码：

148-159

摘   要：

为了深入探讨北京冬季云降水的微物理特征,提高雷达反演冬季固态降水的精度和冬季降水的预报水平,利用PARSIVEL(Particle Size and Velocity)降水粒子谱仪所观测的冬季降水粒子谱,结合地面显微镜粒子图像和云雷达数据,对比分析了北京海坨山地区冬季过冷雨滴、霰粒、雪花、混合态降水的粒子谱和下落速度特征,得到主要结论如下:(1)霰粒降水过程的云顶最高,整层的含水量最大,低层的退偏振比(LDR)最小,粒子更接近于球形;降雪过程的云顶最低,云中含水量最少,低层的退偏振比较大;混合态降水过程的雷达回波强度和高度特征介于两者之间,但低层的退偏振比最大;(2)在云中上升或下沉气流及湍流的影响下,过冷雨滴、霰粒和雪的下落速度均对称分布于各自理论下落末速度曲线的两侧。因此可根据粒子浓度相对于其直径和速度分布的中轴线位置,判断出该段降水过程中的主要粒子形态;(3)冬季雪花、霰粒和混合态降水粒子下落速度分布的散度较雨滴更大,其原因是由于冷云降水过程的粒子形态复杂,且固态粒子下落过程中更容易受破碎、聚并和凇附等微物理过程影响;(4)在4种降水类型中,雪的平均直径和离散度最大,雨滴最小;混合态降水粒子的总数浓度最大,雨滴的总数浓度最低,并且4种降水类型的粒子数浓度、平均直径和离散度均随降水强度的增大而增大。