摘要
2020年8月2日和18日(简称8·2和8·18过程)中国西天山新源站出现短时强降水,应用自动气象站、GPS/MET水汽探测仪、二维视频雨滴谱仪、风云2G静止卫星等高时空分辨率观测资料,研究降水过程的环流背景和雨滴谱特征。结果表明:(1)两次过程均是在中亚低涡有利的背景下产生短时强降水,8·2过程降水阶段性强,由低涡前部西风气流中生成的孤立β中尺度对流系统(Mesoscale convective system,MCS)造成,水汽源自低涡本身,水汽输送和辐合相对弱;8·18过程持续100 min阶段性不明显,由低涡层云中β中尺度MCS造成,水汽不仅来自于低涡而且还有新疆以外充沛水汽输送。(2)两次短时强降水天气雨滴谱特征有明显差异。两次过程雨滴粒子直径(Dm)<2 mm的粒子频数占比约为97%左右,即降水过程小粒子占绝大多数。8·2过程Dm<2 mm粒子对降水量贡献达66.75%,Dm超过4 mm的大粒子对瞬时强雨强贡献大,对流降水粒子谱分散,既有粒子大、浓度小的雨滴,又有粒子小、浓度高的雨滴;而8·18过程Dm<2 mm粒子对降水量贡献达86.34%,其中Dm为1~2 mm粒子对降水量贡献达71.99%,且无Dm>4 mm粒子,对流降水粒子谱相对集中,Dm>2 mm粒子远少于8·2过程,水平极化雷达反射率(ZH)、差分反射率因子(ZDR)和差分相移率(KDP)平均值和最大值比8·2过程均明显偏小。(3)应用2020~2021年夏季探测资料研究对流性降水雨滴谱,对流性降水雨滴谱特征年际差异大,呈雨滴粒子大、浓度低特征,表现出大陆性对流降水性质,ZDR和KDP比季风区对流降水明显偏小,加入偏振量的R (ZH, ZDR)、R (KDP, ZDR)拟合关系明显好于R (ZH)、R (KDP)关系。
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单位中国科学院大气物理研究所; 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所; 新疆维吾尔自治区气候中心