广东两次飑线过程的微物理特征分析研究

冯璐; 夏丰; 万齐林; 肖辉; 刘显通; 郑腾飞; 黎慧琦

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2019.073

广东两次飑线过程的微物理特征分析研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.073

中国气象局广州热带海洋气象研究所, 广东广州510641

基金项目:

国家重点基础研究发展规划(973计划) 2015CB452802

国家重点研发计划 2017YFC1501701

广东省科技计划项目 2017B020244002

广东省科技计划项目 2015B020217001

国家自然科学基金 41975138

国家自然科学基金 41705020

国家自然科学基金 41705120

广东省自然科学基金项目 2019A1515010814

广东省自然科学基金项目 2018A030313969

广东省气象局科学技术研究项目 GRMC2017Q02

广东省气象局科学技术研究项目 GRMC2017M01

详细信息

通讯作者:
万齐林, 男, 湖北省人, 研究员, 主要从事数值预报研究。E-mail:qlwan@gd121.cn

中图分类号: P401
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出版历程
- 收稿日期: 2018-09-02
- 修回日期: 2019-09-08
- 刊出日期: 2019-12-01

CHARACTERISTICS OF THE RAINDROP SIZE DISTRIBUTION IN TWO SQUALL LINES MEASURED BY TWO-DIMENSIONAL VIDEO DISDROMETER AT GUANGDONG

Guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology, Guangzhou 510641, China

摘要

摘要: 基于中国气象局龙门云物理野外科学试验基地2DVD（Two-Dimensional Video Disdrometer）雨滴谱观测资料, 分析广东地区2017年5月4日（槽前型飑线）和2017年8月22日（东风型飑线）两次不同飑线系统不同降水类型的雨滴谱特征。根据雨强和雷达反射率随时间变化将降水分成对流降水和层云降水, 同时以20 mm/h为阈值将对流降水划分为对流前沿、对流中心和对流后沿。结果表明, 两次飑线系统在不同降水时期的微物理特征参数变化有所差异。槽前型飑线过程中, 对流降水的粒子分布较为分散, 中等粒径的粒子比重较高, 且对流区前半部分粒子尺寸大于“大陆性”对流特征, 后半部分粒子尺寸小于“海洋性”对流特征; 层云降水的粒子分布较为集中, 小粒径粒子居多。而东风型飑线整个降水时期基本上是由高浓度中小粒径粒子组成, 降水粒子粒径分布较为集中, 对流降水粒子介于“海洋性”和“大陆性”对流区之间。
- 飑线 /
- 雨滴谱 /
- 降水分类
Abstract: Temporal evolution and spatial variations of the raindrop size distribution(DSDs)in two types of squall lines (in front of trough and within east wind) are analyzed based on a two-dimensional video disdrometer (2DVD) from Longmen Field Experiment Base on Cloud Physics, China Meteorological Administration. According to the temporal variation of precipitation rate and radar reflectivity, the precipitations are categorized into convective and stratiform rain. Moreover, the convective rain is classified into leading edge, convective center and trailing edge based on the threshold rain rate of 20 mm·h^-1. Results show that in squall line in front of trough, the DSDs are characterized by a higher concentration of small drops in stratiform rain, a larger sized drops for leading edge and convective center as compared with "continental-like" clusters, also a smaller sized drops for trailing edge as compared with "maritime-like" clusters. In squall line within east wind, the DSDs are characterized by narrower and smoother spectra, a higher concentration of midsize and small drops, and the raindrops of convective rain are within the range of "maritime" and "continental" clusters.
- squall line /
- raindrop size distribution /
- precipitation classification

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图 1 中国气象局龙门云物理野外科学试验基地分布图

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图 2 自动站和质控后2DVD的雨强演变

a.佛冈站; b.恩平站。

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图 3 500 hPa涡度场(a、c, 单位:10^-5 s^-1)和850 hPa水汽通量(b、d, 单位:g/(cm·hPa·s))

a、b. 2017年5月4日; c、d. 2017年8月22日。

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图 4 天气雷达反射率因子时间-高度剖面(a、b、d、e、f、g)以及单点雷达反射率随时间变化(c、h)

a~c.广州雷达; d~h.阳江雷达。

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图 5 雨滴谱和各物理参数随时间变化

a、b、c.佛冈2017年05月04日; d、e、f.恩平2017年08月22日;
黑色实线划分对流和层云降水, 黑色虚线划分对流前沿、对流中心和对流后沿。

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图 6 不同降水类型的D_m、lgN_w的柱状分布图

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图 7 不同降水类型的lgNw-Dm分布图

深红色和深蓝色叉分别代表对流和层云降水的平均值。

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图 8 不同降水类型的雨滴谱分布

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表 1 不同降水类型降水贡献和N_t、W、R、D_m和lgN_w的平均值

时间	降水类型	样本个数个/min	R/(mm/h)	降水贡献/%	N_t/m^-3	W/(g/m³)	D_m/mm	lgN_w/(mm^-1·m^-3)
20170504	对流降水	10	42.20	75.3	20 165	2.01	2.36	3.81
20170504	层云降水	33	4.20	24.7	2 076	0.27	1.16	4.03
20170822	层云降水(前)	52	3.05	20.0	560	0.16	1.54	3.30
	对流降水	14	34.32	60.7	12 716	1.58	2.03	3.81
	层云降水(后)	55	2.77	19.3	559	0.15	1.39	3.52

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