Page 112 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期 彭 旺等：柴达木盆地东北缘山区和平原区雨滴谱特征对比研究 1475
对反射率因子贡献较大，这主要是因为反射率因子 粒径-粒子数浓度平均谱廓线如图 3 所示。从图 3
的物理表征意义为取样空间内所有降水粒子直径 中可以看出，不同海拔处的雨滴谱谱宽均随降雨
的6次方之和。 强度增大而逐渐变宽，山区站点在小雨、中雨和大
随着降雨强度增大，小雨滴对各微物理参量的 雨时的谱宽更宽。无论是山区站还是平原站，不
贡献开始逐渐降低，中雨滴和大雨滴的贡献逐渐增 同雨强下粒子数浓度的峰值均出现在 0. 5 mm 附
加。对于海拔较高的山区站，其大雨滴对反射率因 近。小雨和中雨时，山区站峰值粒径处的粒子数
子、降雨强度和液态水含量的贡献都要高于海拔较 浓度更高，大雨和暴雨时不同海拔处峰值粒径粒子
低的平原站，且在中雨和大雨事件中更为明显。小 数浓度基本一致；中雨、大雨和暴雨时，山区站在
雨滴对雨滴数密度的贡献除暴雨外均要高于平 D>2 mm 时的粒子数浓度迅速增大，明显高于平原
原站。 站。总体上，不同降雨强度下，山区站在大雨滴端
3. 2 粒径（D）-粒子数浓度N（D）平均谱 的粒子数浓度更高，降雨强度越大差距更明显，表
粒子数浓度 N（D），表征了雨滴在不同粒径大 明地形的抬升对较大雨滴的数浓度有明显的促进
小上的粒子数浓度分布特征。山区站和平原站的 作用。
图3 粒径（D）-粒子数浓度N（D）平均谱廓线
Fig. 3 The average spectrum profile of particle size-particle number concentration
3. 3 微物理特征参量分布特征 下，山区站 D 的均值和标准差都高于平原站，且强
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为探讨不同海拔下微物理特征参量的分布差 降雨时更显著。强降雨时，山区站的 D 主要分布
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异，选取广义截断参数 N 和质量加权平均直径 D m 在 1~3. 5 mm，均值为 2. 42 mm，平原站的 D 主要
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两个特征参量，研究其分布特征。D 代表一定观 分布在 1~3 mm，均值为 2. 01 mm。不同海拔处的
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测时间内所有雨滴的平均粒径大小；N 反映单位体 Log N 均值会随降雨强度升高而先增大后有所减
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积内的雨滴数浓度。N 不受谱参数 μ 的影响，与液 小，中雨时雨滴数浓度最高。小雨和中雨时，山区
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态水含量 W 成正比，具有较好的物理意义（吴林 站的 Log N 更高，而强降雨时平原站的 Log N 更
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林，2014）。N ~D 散点关系反映出 W一定时，雨滴 高。说明雨滴的平均直径随海拔的升高而增大，降
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直径大小和雨滴数浓度的变化情况（Wang et al， 雨强度更高时雨滴直径也越大；雨滴数浓度在小雨
2016）。 和中雨时会随海拔升高而增大，而强降雨时则随海
因强降水的样本数偏少，将大雨和暴雨的样本 拔升高下降，这主要是由于强降雨时海拔低处的小
放在一起讨论。图 4为不同海拔处的 Log N ~D 的 雨滴数密度迅速增大导致。表 2 给出了本文与 Ma
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散点及频率分布。从图 4 可以看出，随着降雨强度 et al（2019）计算的北京地区的 Log N 和 D 均值对
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增大，Log N 与 D 散点的分布区域开始往图像的 比。从表 2中可以看出，二者的 D 均随降雨强度升
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右下方“移动”，雨滴数浓度减小的同时，平均直径 高而迅速增大，Log N 随雨强升高而先增大后有
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迅速增大。山区站较平原站的 Log N ~D 分布更 所减小。不同的是，小雨和中雨时北京地区的 D m
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为离散，标准差更大。 更高，Log N 则偏低。
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不同海拔处雨滴平均直径 D 的均值和标准差 本文中山区站的小雨滴对总降雨量贡献达为
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均随降雨强度增大而进一步增大。不同降雨强度 84. 2%，平原站的小雨滴对总降雨量贡献为78. 1%，
