Page 134 - 《高原气象》2025年第5期

高 原 气 象 44 卷
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表2 三类降水滴谱的粒子数统计
Table 2 Particle number statistics of three types of precipitation

降水粒子 雨 雪 雹
识别 粒子数/粒 百分比/% 粒子数/粒 百分比/% 粒子数/粒 百分比/%
毛毛雨（DR） 4810396 35. 57 1278814 27. 90 71088 16. 96
雨区（RA） 6772450 50. 08 78439 1. 71 269435 64. 30
雪区（SN） 1837033 13. 58 3215750 70. 17 63236 15. 09
雨雪区（RS） 100679 0. 74 9925 0. 22 13744 3. 28
雹区（HA） 632 0. 005 3 0. 00 809 0. 19
霰区（GR） 2628 0. 02 3 0. 00 728 0. 17
合计 13523818 100 4582934 100 419040 100

在 210 次降雨过程中， 半数以上的 RA 粒子满 4. 19×10 粒， 因而采用归一化的方式统计分析 32分
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足粒子直径≥3 mm 且粒子速度≥5 m∙s 的有 128 档粒子数占粒子总数的百分比情况。图 1 是 2018 -
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次， 占 61%， RA 与 SN 粒子数比为 43∶1（表略， 下 2023 年三类降水滴谱的粒子分档直径和粒子分档
同）； 在 191 次降雪过程中， 半数以上的 SN 粒子满 速度的粒子数百分比。三类降水粒子直径谱数密
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足 粒 子 直 径 ≥3 mm 且 <5 m ∙ s 的 有 151 次 ， 占 度分布具有相似性， 粒子数密度随直径增大而迅速
79. 1%， RA 与 SN 粒子数比为 1∶131； 符合粒子直 减小， 服从 Gamma 分布。其中， 雨、 雪、 雹三类降
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径≥5 mm 且粒子速度≥10 m∙s 的 HA 粒子， 在冰雹 水粒子分档直径（占比 5% 以上）主要分布在 0. 437~
和短时强降水的对流云天气过程均有出现， 而粒子 1. 375 mm 之 间 ， 粒 子 数 占 比 分 别 为 88. 0%、
下落速度≥12 m∙s 的 HA 粒子， 在降雨、 降雹样本 84. 0%、 83. 5%， 粒子分档直径众数分别为 0. 562
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中出现的占比分别为 8. 6%、 100%。统计结果表 mm、 0. 562 mm、 0. 687 mm， 粒 子 数 占 比 分 别 为
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明， 以粒子直径 3 mm 和粒子速度 5 m∙s 作为分布 19. 3%、 15. 7%、 14. 9%； 雨、 雪、 雹粒子分档速度
区间， 可以对雨和雪进行区分， 通过粒子下落速度 （占比 5% 以上）主要集中分布在 1. 5~5. 2 m∙s 、
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的限定可以改善对HA粒子识别的能力。 0. 65~1. 7 m∙s 、 2. 2~5. 2 m∙s 之间， 分别占总粒
3. 3 三类降水类型粒子数分档统计 子数的 86. 3%、 79. 0%、 76. 8%， 粒子分档速度的众
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对粒子分档直径和粒子分档速度而言， 分别对 数分别为 4. 4 m∙s 、 1. 1 m∙s 、 4. 4 m∙s ， 分别占
应的是 32 行、 32 列的格点粒子数， 通常统计 32 行 总粒子数的 14. 5%、 16. 3%、 16. 6%。统计分析表
和 32 列的总粒子数， 以表征粒子分档直径和粒子 明， 雨（雹）滴谱、 雪滴谱的粒子速度谱分布具有相
分档速度的分布状况。由于三类降水类型的粒子 似性， 但两者速度分布区间和速度众数差异显著，
数量级相差较大， 如表 2 中雨滴谱、 雪滴谱、 雹滴 把粒子下落速度作为识别雨、 雪降水类型极具代
谱的总粒子数分别约为 1. 35×10 粒、 4. 58×10 粒、 表性。
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图1 粒子分档直径（a）和分档速度（b）的粒子数百分比
Fig. 1 Percentage of particle numbers for particle grading diameter （a） and grading speed （b）
3. 4 降水现象识别算法融合与对比检验 谱宽分成窄谱（D <3. 0 mm）和宽谱（D ≥3. 0 mm）两
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根据三类降水粒子谱宽分布特征， 把粒子直径 类， 通过比较粒子直径谱宽和速度谱宽的一致性