一次飑线过程不同阶段雨滴谱特征分析

【摘要】：典型的飑线系统中包括了对流区、过渡区和层状云区三个部分,为人们研究对流云降水和层状云降水的雨滴谱特征提供了一个理想系统。本文利用在南京和滁州两台Parsivel雨滴谱仪对发生在2014年6月30日夜间的一次飑线过程进行观测,经过对雷达回波的分析表明,飑线经过滁州和南京两地时分别处于成熟和衰退阶段,通过对飑线对流区、过渡区、层状云区的降水微物理特征进行分析及对飑线不同生命时期的雨滴谱特征进行对比,可以得出以下结论:(1)对流区的粒子浓度和粒子尺度都比层状云区大,尤其是小滴浓度很高;过渡区降水粒子尺度最小,数浓度与层状云区相当;层状云区是雨强的的第二峰值区域,小粒子数的比例远小于对流区。从对流区到层状云区,N0和Nw的值都在减小。(2)从成熟期到衰退期,对流区降水的雨滴尺度和数量都在减小,Dm分别为2.32mm和2.10mm,雨滴总数分别为2514.5 m~(-3)和1526.8 m~(-3),雨滴数目减小了约2/5;而层状云区的雨滴数目变化不大,分别为102.9 m~(-3)和92.6 m~(-3),Dm从1.99mm减小到1.30mm。因此,对流核降水强度的减弱更主要是由于雨滴浓度的减少造成的,层状云降水雨强的减弱主要是由于雨滴尺度减小造成的。(3)对流后沿与层状云降水区的雨强相近,但层状云区的Dm明显大于对流后沿而Nw则相反,体现出了两类降水形成机制的差异。飑线的层状云降水主要来自于弱上升运动下冰雪晶的丛集增长、雪晶在下落过程融化形成雨滴,而对流过程中雨滴的碰并增长及破碎更加显著。(4)相同的雨强下,层状云降水和对流前沿的雷达反射率因子更大。对流后沿的样本点基本在平均拟合曲线之下。对流核心区的拟合曲线与NEXRAD雷达的Z=300R~(1.4)的参考关系最为接近。两个阶段的Z-R关系拟合结果对比,系数A在减小,指数b在增大。使用R(Z_H,Z_(DR))进行降水反演的效果更优。拟合得到总体样本的Z-R关系为Z=472R~(1.21),R(Z_H,Z_(DR))为R=3.66*10~(-3)Z_H~(0.91)Z_(DR)~(-0.98)。