Page 131 - 《高原气象》2025年第5期
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第 44 卷  第 5 期                        高     原     气    象                             Vol. 44  No. 5
                2025 年 10 月                       PLATEAU METEOROLOGY                               October， 2025


               邹书平， 柯莉萍， 熊凯，等， 2025.  混合降水粒子识别与雨雪雹尺度谱特征分析［J］. 高原气象， 44（5）： 1249-1260.  ZOU Shup‐
               ing， KE Liping， XIONG Kai，et al， 2025.  Identification of Mixed Precipitation Particles and Analysis of Scale Spectrum Character‐
               istics  of  Rain，  Snow  and  Hail［J］. Plateau  Meteorology，  44（5）：  1249-1260.   DOI：  10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00025.
               CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00025.




                       混合降水粒子识别与雨雪雹尺度谱特征分析



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                             邹书平 ， 柯莉萍 ， 熊 凯 ， 李德章 ， 黄 钰 ， 陈百炼                                  1
                                      1
                                           （1. 贵州省山地气象科学研究所，  贵州  贵阳    5500081；
                                        2. 贵州省威宁彝族苗族回族自治县气象局，  贵州  威宁    553100；
                                         3. 贵州省务川仡佬族苗族自治县气象局，  贵州  务川    564300；
                                              4. 贵州省毕节市气象局，  贵州  毕节    551700）
                       摘要： 利用 2018 -2023年贵州 DSG1型降水现象仪观测时间序列资料， 对比分析雨雪雹三种降水类型的
                       粒子数分布和尺度谱特征， 建立了基于粒子数、 粒子谱宽、 粒子众数的降水现象类型识别综合判定算法
                       并评估了算法的适用性。具体结论为： （1）雨、 雪、 雹滴谱的直径谱宽集中分布在1~8 mm、 1~12 mm、 5~
                       12 mm， 速度谱宽集中分布在 3~15 m∙s 、 3~5 m∙s ， 12~15 m∙s ， 粒子众数速度分别为 4. 4 m∙s 、
                                                                                                     -1
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                       1. 1 m∙s 、 4. 4 m∙s ， 通过粒子下落速度可有效识别雨、 雪降水类型。（2）雨滴谱、 雹滴谱的雨粒子数占
                       比分别为 50. 1%、 64. 3%， 雪滴谱的雪粒子数占比为 70. 2%， 均在总粒子数半数以上； 雹滴谱的冰雹粒
                                                                                                    -1
                       子数占比为 0. 19%， 高于雨滴谱的冰雹粒子数占比 0. 005%。（3）粒子直径≥3 mm 和粒子速度<5 m∙s 的
                                                                               -1
                       粒子， 主要存在于降雪天气过程中， 粒子直径≥5 mm 和粒子速度≥10 m∙s 的粒子， 主要存在于冰雹和短
                       时强降水天气过程中， 提高对速度的限定可以改善冰雹粒子识别的准确性。（4）通过对降水现象类型识
                       别综合判定算法评估， 单一降水类型识别准确率达到 95% 以上， 冰雹误报率仅为 1. 7%， 可有效减少在
                       短时强降水中误识别为冰雹的情况。
                       关键词： 雨滴谱； 降水类型； 粒子识别； 粒子直径； 下落速度
                       文章编号： 1000-0534（2025）05-1249-12   中图分类号： P412   文献标识码： A
                       DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00025
                       CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00025


               1  引言                                             地面测量降水粒子物理特性的一种主要观测手段，
                                                                 被广泛应用于我国地面气象观测业务和野外云雾
                   降水是指云中液态的、 固态的或混合态的水凝
                                                                 观测科学试验中（濮江平等， 2007； 杜波等， 2017；
              （冻）物从空中下落到地面上的一种天气现象， 通常
                                                                 申高航等， 2021）， 其观测到的降水粒子滴谱统称
               降水类型包含雨滴、 雪花、 冰粒、 米雪、 霰、 雹等，
                                                                 为雨滴谱， 可反映不同降水类型尺度谱分布特征。
               在一次降水过程中可能同时包含多种降水类型或
                                                                 研究表明， 雨滴谱数密度随直径增大而迅速减小，
               不同降水类型之间的相互转换， 不同水凝物微物理
               特性反映了不同降水形成的环境场条件， 这对研究                           符合 M-P 分布和 Gamma 分布（Marshall and Palm‐
               云中水凝物形成过程和相互作用具有重要的指示                             er， 1948； Takeuchi， 1978； 陈宝君等， 1998； 郑娇恒
               意义（Rosenfeld and Ulbrich， 2003； 银燕等， 2018）。       和陈宝君， 2007）， 粒子直径与粒子下落速度之间
               激光雨滴谱仪又称天气现象仪或降水现象仪， 是近                           呈 Gunn_Kinzer 指数函数关系， 它是识别不同降水


                  收稿日期： 2024⁃04⁃20； 定稿日期： 2025⁃03⁃06
                  资助项目： 贵州省气象高层次人才创新团队项目（黔气科合 TD［2024］03号）； 毕节市科学技术项目（毕科合［2023］8号）； 国家自然科学
                         基金项目（42165001）； 贵州省科技支撑计划项目（黔科合支撑［2023］一般 194）； 贵州省科学技术基金项目（黔科合基础 ZK
                         ［2023］一般200）
                  作者简介： 邹书平（1967 -）， 男， 贵州务川人， 正高级工程师， 主要从事人工影响天气应用研究. E-mail： zsping99@qq.com
                  © Editorial Department of Plateau Meteorology （CC BY-NC-ND）
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