Page 133 - 《高原气象》2025年第5期
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5 期 邹书平等：混合降水粒子识别与雨雪雹尺度谱特征分析 1251
2018； 常奋华等， 2022）， 它直观地反映降水粒子的 谱的直径谱宽和速度谱宽的分布特征（见表1）。
分布状况。在统计分布上， 直径谱宽 D 、 速度谱 雨 、 雪 、 雹 滴 谱 的 直 径 谱 宽 集 中 分 布 在 1~
w
宽V 是指滴谱粒子最大直径和粒子最大末速度， 粒 8 mm、 1~12 mm、 5~12 mm， 分 别 占 总 频 次 的
w
子众数直径 D 、 众数速度 V 是指粒子数出现最多 91. 4%、 92. 7%、 70%； 雨、 雪滴谱速度谱宽集中分
cg
cg
的格点直径值和格点速度值， 它们反映了降水粒子 布在 3~15 m∙s 、 3~8 m∙s ， 分别占总频次的 98%、
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散落程度和集中分布的特点。 93. 2%， 雹滴谱的速度谱宽均≥12 m∙s ， 最大速度
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3 三类降水类型粒子谱和粒子数分 谱宽达到 17. 6 m∙s 。雨滴谱直径谱宽大多小于
布特征 8 mm， 是大雨滴破碎导致的结果， 其速度谱宽
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≥3 m∙s ， 反映出雨滴下落速度较快的特点； 雪滴
3. 1 三类降水类型粒子谱宽统计 谱的速度谱宽在3~5 m∙s 的占比达71. 7%， 体现了
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降水现象类型与降水粒子直径和粒子下落末 雪粒子尺度较大而下落速度集中分布的特点。雨
速度密切相关。基于所选取样本粒子滴谱二维分 滴谱、 雹滴谱的直径谱宽和速度谱宽同属于粒子下
布特征， 结合现行降水现象类型识别方法以及大雨 落速度的大值区， 雪滴谱的直径谱宽和速度谱宽则
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滴会破碎的特点， 在等速度线 3 m∙s 、 10 m∙s 和 同属于粒子直径的大值区， 当粒子直径谱宽与速度
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等直径线 D=0. 6 mm 、 5 mm的基础上， 将粒子直径 谱宽的大值区相一致时， 降水类型具有单一性。
谱宽和速度谱宽各分为 8 段， 以此分析三类降水滴
表1 三类降水滴谱的直径谱宽和速度谱宽的分段统计
Table 1 Segmented statistics of diameter spectrum widths and velocity spectrum widths of three types of precipitation
谱宽/类型 雨（RA） 雪（SN） 雹（HA）
类别 分段 频次/次 百分比/% 频次/次 百分比/% 频次/次 百分比/%
直径谱宽 D <1. 0 9 4. 29 7 3. 66 0 0. 00
w
D /mm 1. 0≤D <3. 0 72 34. 29 33 17. 28 0 0. 00
w
w
3. 0≤D <5. 0 62 29. 52 33 17. 28 0 0. 00
w
5. 0≤D <8. 0 58 27. 62 55 28. 80 1 10. 00
w
8. 0≤D <10. 0 7 3. 33 23 12. 04 2 20. 00
w
10. 0≤D <12. 0 1 0. 48 19 9. 95 4 40. 00
w
12. 0≤D <15. 0 0 0. 00 14 7. 33 0 0. 00
w
D ≥15. 00 1 0. 48 7 3. 66 3 30. 00
w
速度谱宽 V <1. 0 0 0. 00 0 0. 00 0 0. 00
w
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V /（m∙s ） 1. 0≤V <3. 0 0 0. 00 9 4. 71 0 0. 00
w
w
3. 0≤V <5. 0 33 15. 71 137 71. 73 0 0. 00
w
5. 0≤V <8. 0 45 21. 43 41 21. 47 0 0. 00
w
8. 0≤V <10. 0 44 20. 95 3 1. 57 0 0. 00
w
10. 0≤V <12. 0 49 23. 33 1 0. 52 0 0. 00
w
12. 0≤V <15. 0 35 16. 67 0 0. 00 7 70. 00
w
V ≥15. 00 4 1. 90 0 0. 00 3 30. 00
w
3. 2 三类降水类型粒子数分布 70. 2%， 说明单一降水类型粒子数占总粒子数的半
降水现象类型与不同识别区粒子数占比有关。 数以上， 这对单一降水现象识别具有很好的指示作
表 2 是三类降水滴谱的粒子数统计表， 除 DR、 RA、 用； 雹滴谱的 HA、 GR 粒子数占比分别为 0. 19%、
SN、 RS、 HA 外 ， 把 下 落 速 度 ≥10 m ∙ s 且 直 径 0. 17%， 雨 滴 谱 的 HA、 GR 粒 子 数 占 比 分 别 为
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<5 mm 的粒子作为霰（GR）粒子进行统计（吴世美 0. 005%、 0. 02%， 降雹天气的 HA 粒子数多于 GR，
等， 2017）。雨滴谱、 雹滴谱的 RA 粒子数占比分别 强降水天气的 HA 粒子数小于 GR， 这对冰雹识别
为 50. 1%、 64. 3%， 雪 滴 谱 的 SN 粒 子 数 占 比 为 具有一定的参考价值。
