Page 167 - 《高原气象》2022年第5期

高 原 气 象 41 卷
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图7 整个DWP阶段Ka-MMCR观测的Z（a，单位：dBZ）、V（b，单位：m·s ）、V（c，单位：m·s ）、σ（d，单位：m·s ）、
A
T
e
v
LDR（e，单位：dB）、S（f）和K（g）的各分位数和平均值廓线，以及Ka-MMCR观测的平均回波强度谱（h，单位：dBZ）
T
K
Fig. 7 The percentile and average profiles of Z（a，unit：dBZ），V（b，unit：m·s ），V（c，unit：m·s ），σ（d，unit：m·s ）、
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e
T
A
v
LDR（e，unit：dB）、S （f）and K（g）observed by Ka-MMCR，and the average echo intensity spectrum observed
K
T
by Ka-MMCR（h，unit：dBZ）during the whole DWP stage
5 三个不同阶段云-降水垂直结构和 变化幅度分别达到10 dB和-3. 5 m·s 。
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雨滴谱差异 与DSP相比，DWP和SP内部上升气流非常微弱
［图10（c）］。DWP融化层以上主要为冰晶，表现为远
为进一步分析 DSP、DWP 和 SP 三个阶段云-
远更小的Z 和更大的V ；从云顶到8 km，冰晶增长十
T
e
降水的垂直结构和物理过程差异，图 10 给出了三
分缓慢，但从 8 km 到融化层，冰晶增长速率显著加
个阶段云-降水的 Z 、V 、V 平均值廓线对比。由图 快，Z 增长 13 dB 左右，但 V 减小的速率仍然有限，
T
e
A
10（c）可见，DSP 内部平均上升气流其他两类要强 e T
仅为-1 m·s ，这说明冰晶密度始终较低，下落速度
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很多，云内上升气流远更深厚，这使得水汽被迅速
缓慢；从融化层以下，冰晶融化成雨滴，Z 增大近 8
抬升凝结成水凝物并在托举作用下快速增长，反映 e
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dB，而 V 可增大近 5 m·s ，融化前后的沉降速度差
在 Z 上的特征为从云顶开始曲线迅速增大，从 T
e
11 km 至 7 km，Z 突增了约 14 dB，反映在 V 上的特 异甚至超过了 DSP［图 10（a），（b）］。SP内的水凝物
T
e
征为粒子下落末速度迅速加快，V 下降约 4 m·s ； 尺寸较DWP更小，回波强度更弱、粒子下落末速度
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T
V 的特征也表明云内的冰相水凝物粒子应该为密 更小，当通过融化层后，也呈现出与DWP类似特征。
T
度较集中的霰粒子，此外由于过冷水的存在，因此 为进一步探究三个阶段云-降水在不同垂直结
该高度的微物理过程可判断为霰粒子在强上升气 构和微物理特征情况下地面降水的差异，从地面
流作用下的冻撞增长过程。7 km 往下至 1. 6 km， OTT2 搜集的三类平均雨滴谱（图 11）可见，DSP 产
尽管云内仍然有上升气流，但此时已托不住霰粒 生的雨滴谱最宽，且每个尺寸的雨滴数浓度量级都
子，后者快速沉降，且尺寸增长有限，对应 Z 和 V T 比 DWP 和 SP 大；其次为 DWP，而 SP 产生的降水
e
的变化幅度不大。至 1. 6 km 左右的融化层，霰粒 雨滴谱最窄，每个尺寸的雨滴数浓度量级都最小。
子融化成雨滴，使得 Z 和 V 再次突增和突降，两者 表 1给出了三类平均雨滴谱计算的各类降水物理量
e
T