中国西天山两次短时强降水过程雨滴谱特征研究

作者：杨涛; 杨莲梅^*; 刘凡; 李建刚; 江雨霏; 刘晶; 陈平; 周玉淑

来源：大气科学, 2023, 47(05): 1495-1509.

• 中国西天山
• 中亚低涡
• 短时强降水
• 水汽
• 雨滴谱特征

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。

• 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