Page 159 - 《高原气象》2025年第6期
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6 期 郑 皎等：昆明准静止锋冰冻天气过程的雨雪转化特征 1567
时， 由于明显的形变特征， 偏振雷达参数表现为Z DR CC 变化较小， 均值在 0. 97， 表明暖层对粒子的融
和 K 变化较大， 而冰晶粒子下降发生的聚并过 化作用增强， 融化后的粒子均一性较好， 形状接近
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程， 使冰粒子体积变大， 更接近球形， 表现为 Z 增 球形， 含水量显著增加。当粒子降落到低层的冷层
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大 ， Z 减 小（Schneebeli et al， 2013； 武 静 雅 等 ， 时， 由于环境温度降至 0 ℃， 且相对湿度较高， 经
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2021）。 过冷层后形成过冷水滴， 接触到 0 ℃以下的地面或
下面结合探空观测的环境大气温度变化， 对红 物体表面冻结形成冻雨， 这与部分区域观测到的实
河双偏振雷达观测到此次降雪云系的垂直结构演 况一致。部分区域则出现了雨夹雪、 雪等多种相态
变特征进行分析， 探空来自蒙自站 08:00 的数据。 并存情况， 如当建水观测站近地面气温降至 0. 5 ℃
侧重分析 22 日 12:00 -16:00 时段， 研究区域雨-雨 左右期间， 降水相态发生明显变化， 在雨-雨夹雪-
夹雪-雪相态转化期间， 双偏振雷达观测的垂直结 雪之间转换。而开远站气温基本维持在 2 ℃左右，
构特征。为方便对偏振雷达参量的分析， 除给出雷 地面降水相态由雨转雨夹雪。蒙自站气温在 3 ℃附
达反射率平均垂直廓线分布外， 也给出了对应的 近， 以降雨为主。
CC， Z 和 K 的平均垂直廓线分布（Ryzhkov et al， 14:00 -15:00 期间的廓线分布显示［图 7（i）~
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2016）。 （l）］， 廓线顶高下降至 7 km 以下， 时次之间廓线变
12:00 -13:00 期间的廓线分布显示［图 7（a）~ 化放缓。在温度为-15~-10 ℃的高层， Z 取值减小
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（d）］， 回波高度超过 7 km， 在温度为-15~-10 ℃的 至 6~12 dBZ、 Z 取值则减小到-0. 7~0 dB、 K 减
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高层， Z 范围为 12~16 dBZ， CC 为 0. 91~0. 96， Z DR 小到 1. 4~2. 4 ∙km ， 表明枝状冰晶优势增长作用
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为-1~0 dB， K 为 0~2. 4°∙km 。间隔 6 min 的雷达 减弱。3 km附近融化层亮带逐渐消失， 表现为温度
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反射率因子廓线变化不明显， 但偏振参量变化范围 在 0~2 ℃区间时， Z 、 Z 、 K DP、 CC 廓线变化率减
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大， 表明冰晶和雪花微物理特性差异较大， 粒子均 小， 廓线较平直， Z 减小至 12~17 dBZ， Z 向-1 dB
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一性较差。在温度为 0~2 ℃， 垂直高度为 3 km 左 靠近， K 趋近于 0°∙km ， CC 接近 0. 98， 表明暖层
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右的层， 存在明显的融化层亮带， Z 显著增强， CC 对粒子的融化作用减弱， 粒子含水量降低， 融化后
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减小， Z 和 K 增大， 表明冰晶和雪晶粒子降落到 的粒子群体取向偏向垂直方向， 均一性较好。此
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融化层后融化为液态， 粒子介电常数增大， 粒子大 时， 建水站气温降到 0. 5 ℃以下， 以降雪为主。开
小、 形状和相态各异， 均一性变差。融化层亮带是 远站气温在 1 ℃左右， 为雨夹雪。蒙自气温较高，
层状云降水的重要特征， 反映出明显的冰-水转化 在2 ℃左右， 地面维持降雨。
区。当粒子继续降落到冷层时， 液态粒子发生部分 15:00 -16:00 期间的廓线分布显示［图 7（m）~
或完全冻结， 此时由于建水、 开远、 蒙自近地面气 （p）］， 雷达各参量廓线均向小值区偏移， 回波顶高
温（图6）均在1 ℃以上， 地面以降雨为主。 下降， 在温度为-5~0 ℃层， Z 廓线离散度较大，
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13:00 -14:00 期间的廓线分布显示［图 7（e）~ Z 、 K 、 CC 廓线具有明显转折， 表明粒子在下落
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（h）］， 6 min单次体扫廓线之间差别较大， 垂直高度 过程中， 介电常数、 粒径、 形状、 含水量均有明显
的变化比较明显。Z 随高度下降出现递增， Z 、 Z DR 的变化， 降落到 0~2 ℃的暖层时， Z 减小至 15 dBZ
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和 K 随着时间先增后减， CC 在融化层之上随时间 以下， CC 增大到 0. 98 以上， Z 减小到-0. 4 dB，
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减小， 融化层之下则变化不明显， 表明不同时次、 K 则增大至 2°∙km 左右， 表明粒子在暖层融化
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不同高度上降水粒子数浓度、 粒径大小和形状变化 后， 形状和大小较一致， 含水量增加。建水站气温
较大。在温度为-15~-10 ℃的高层， Z 取值范围变 维持在 0. 5 ℃以下， 降雪持续到 15:48 再次转为雨
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化较大， 为 8~16 dBZ 之间， Z 最大增至 0. 5 dB， 夹雪， 至 16:06 结束。开远站气温维持在 1. 5 ℃左
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CC 显著降低至 0. 88， K 增大到 3. 5°∙km 。由于 右， 地面以雨夹雪为主。蒙自气温仍在 2 ℃左右，
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温度在-15~-10 ℃范围时， 水面饱和水汽压和冰面 以降雨为主。
饱和水汽压之差达到最大（Kennedy and Rutledge， 图 8 给出了 22 日 13:08（雨）、 13:26（雨夹雪）、
2011； Griffin et al， 2014）， 处于冰晶增长的最佳条 14:00（雪）三个典型时刻， 建水站方位角±15°范围
件 ， 因 此 ， 在 此 高 度 层 上 的 Z 和 K 出 现 明 显 内平均的偏振雷达参量的 RHI（Range Height Indi‐
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增强。 cator）分布。由于融化层偏低， 为更好地显示融化
粒子降落到融化层后， Z 、 Z 、 K 均先增后降， Z H 层特征， 图 9 给出了 13:08 的降雪云系的 PPI（Plan
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最大增至23 dBZ， Z 增至0 dB， K 增至2. 6°∙km ， Position Indicator）分布。在13:08［图8（a）~（d）］， 3 km
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