呼和浩特降雨和降雪過程粒子譜分布特征分析*

李 慧 蘇立娟 鄭旭程 李漢超 李盈盈 張 敏 甄林峰

1 中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所/中亞大氣科學(xué)研究中心，烏魯木齊 830002 2 內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象科學(xué)研究所，呼和浩特 010051 3 內(nèi)蒙古自治區(qū)人工影響天氣重點(diǎn)實驗室，呼和浩特 010051 4 浙江省慈溪市氣象局，寧波 315300

提 要： 為深入了解呼和浩特地區(qū)降雨和降雪過程中降水粒子譜的分布特征，利用Parsivel觀測數(shù)據(jù)并結(jié)合常規(guī)觀測資料，對2017—2019年發(fā)生在呼和浩特地區(qū)的8次降雨過程和10次降雪過程的降水粒子譜進(jìn)行分析。結(jié)果表明：雨滴譜和雪花譜都比較符合Gamma分布，平均降雪譜的峰值直徑、峰值濃度以及最大直徑均大于平均雨滴譜，降水強(qiáng)度相近時，降雪個例的粒子數(shù)濃度和尺度參數(shù)均大于降雨個例；Gamma擬合的形狀因子(μ)和斜率參數(shù)(Λ)在降雨和降雪過程中均滿足二項式關(guān)系，但雪花尺度的變化范圍較大導(dǎo)致降雪的μ -Λ擬合效果略差；雪花的下落速度小于雨滴的下落速度，降雨過程中雨滴的下落速度多集中于2～5 m·s-1，而降雪過程雪花的下落速度多集中于0.5～2 m·s-1，呼和浩特地區(qū)降雪的雪花下落速度更接近于未結(jié)凇或干雪的情況。

引 言

決定降水的因素包括大中尺度的宏觀天氣條件和小尺度的微觀過程，降水粒子譜是反映降水微觀過程的重要物理量，其分布可以表明降水強(qiáng)度、雷達(dá)回波、粒子尺度和數(shù)濃度的大小情況(李力等，2018；沙修竹等，2019；楊俊梅等，2016)。對降水粒子譜的觀測與分析，在驗證和優(yōu)化數(shù)值模式中的參數(shù)化方案、評估人工影響天氣作業(yè)條件和作業(yè)效果、開發(fā)和改進(jìn)雷達(dá)定量估測降水的算法等方面有重要應(yīng)用(梅海霞等，2017；……