Page 118 - 《高原气象》2021年第5期

5 期 王 俊等：短时强降水和冰雹云降水个例雨滴谱特征分析 1079

图7 2019年8月9日济南（a）和2018年6月13日青岛（b）不同雨强lgN -D 散点分布
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Fig. 7 Scatter plot of lgN and D for the two case on 9 Augest 2019 in Jinan（a）and on 13 June 2018 in Qingdao（b）
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暖云中的碰并、碰撞-破碎机制发展充分并影响地 同，系数 A 和指数 b 都偏大。另外，强降水开始的
面 雨 滴 谱 的 特 征 ，所 以 有 较 高 lgN 和 较 小 D 。 几分钟雨滴谱有明显差别［图 8（a）中空心圆点］，所
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2018年 6月 13日个例冰雹落地，冷云过程主导地面 以在散点图上分布也显著不同，2019 年 8 月 9 日开
雨滴谱的形成，霰和冰雹等冰粒子下落过程有的在 始几分钟属于蒸发谱，雨滴谱有较多大雨滴，所以
空中完全融化、有的表面融化的水脱落成小水滴 反射率因子大，含水量小，数据点位于拟合线之
（Ryzhkov et al，2013）、有 的 在 地 面 形 成 大 雨 滴 上。而 2018 年 6 月 13 日则正相反，雨滴谱有较多
（Gatlin et al，2015），所以雨滴谱有不同谱型，因此 小雨滴，所以反射率因子小，含水量大，数据点位
有较低 lgN 和较大 D ，这与 Dolan et al（2018）利用 于拟合线之下［图 8（b）中空心圆点］。两次过程雨
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全球不同纬度长时间雨滴谱观测资料给出的结果 强大于 10 mm·h 的数据分别有 40 min 和 22 min，
是一致的。 同一过程不同发展阶段雨滴谱的差异显著影响 Z-R
4. 3 Z-R关系分析 关系，而不同过程雨滴谱分布特征的差异也导致不
图8（a）、（b）分别是2019年8月9日和2018年6 同 Z-R 关系，所以在利用 Z-R 关系开展定量估测降
月 13 日雨滴谱计算的雷达反射率 Z 与雨强 R 散点 水时，需要充分考虑云微物理特征带来的影响
图，图中实线是黑色实心点中雨强大于 10 mm·h -1 （Rosenfeld and Ulbrich，2003；刘胜男和王改利 ，
强降水的拟合线，点划线是新一代多普勒雷达对流 2020；蒋强等，2020）。
云降水 Z-R 关系（Fulton et al，1998）。2019 年 8 月 9 5 尺度律分析雨滴谱
日对流降水的 Z-R关系为 Z=251. 3R 1. 49 ，与新一代多
1. 4
普勒雷达对流云降水 Z-R 关系 Z=320R 很接近。 5. 1 2019年8月9日个例
2018 年 6 月 13 日对流降水 Z-R 关系 Z=624. 7R 1. 76 ， 利用尺度律方法参数化雨滴谱包括几个步骤，
与新一代多普勒雷达对流云降水 Z-R 关系明显不 下面比较详细地给出分析过程。图 9 是 0~6 阶矩 Ω n

图8 2019年8月9日济南（a）和2018年6月13日青岛（b）雷达反射率因子Z与雨强R散点分布
Fig. 8 Scatter plot of the Z and R on 9 Augest 2019 in Jinan（a）and 13 June 2018 in Qingdao（b），respectively