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基于SATP和SIFT方法分析雨滴谱特征及参数关系

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基于SATP和SIFT方法分析雨滴谱特征及参数关系

淮北地区不同类型暴雨雨滴谱特征及其Z-R关系研究

第27届中国气象学会年会人工影响天气与云雾物理新技术理论及进展分会场

作者：杨加艳肖辉肖稳安秦元明南京信息工程大学大气物理学院中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室吉林省气象局

雨滴谱研究是云和降水物理的重要研究课题之一,通过雨滴谱观测能够了解云和降水的形成过程、微物理结构(如数浓度、含水量、谱分布),以及建立更加合理的雷达反射率因子和降水强度之间的经验关系等。本文主要采用Cao等[13]提出的适用于... 详细信息

雨滴谱研究是云和降水物理的重要研究课题之一,通过雨滴谱观测能够了解云和降水的形成过程、微物理结构(如数浓度、含水量、谱分布),以及建立更加合理的雷达反射率因子和降水强度之间的经验关系等。本文主要采用Cao等[13]提出的适用于整个雨滴谱数据集的SATP方法(二参排序平均法),分析了2006年吉林省观测的雨滴谱分布特征,获取其μ-λ关系。同时,针对单次降水过程利用SIFT方法(强度顺序滤波法)寻找2006年5月4日降水过程的Z-R关系,并得出其μ-λ关系。最后应用上述两个μ-λ关系分别反演雨滴谱并估测降雨量,结果表明,利用SATP法和SIFT法处理雨滴谱资料并获取μ-λ关系是可行的,反演所得降雨量与实测吻合很好,尤其是SIFT法更具有实用性。它对联合雷达订正降水测量,有效地提高降雨率的测量准确度将有更重要的应用价值。

关键词： SATP SIFT 雨滴谱 μ-λ关系

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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气象学报 2022年第6期80卷 967-985页

作者：张庆池刘端阳武艳吕翔朱丽刘子贺江苏省徐州市气象局徐州221000 中国气象局交通气象重点开放实验室南京210009 南京气象科技创新研究院南京210009 江苏省泰州市气象局泰州225500

选取2017—2020年淮北地区夏季雨滴谱观测资料对低槽型、副热带高压边缘型、冷涡影响型和台风型4种类型暴雨的雨滴谱进行分析。研究表明淮北地区降水主要以层状云为主,而对总降水贡献率大的却是对流云降水。不同类型暴雨微物理量同样存... 详细信息

选取2017—2020年淮北地区夏季雨滴谱观测资料对低槽型、副热带高压边缘型、冷涡影响型和台风型4种类型暴雨的雨滴谱进行分析。研究表明淮北地区降水主要以层状云为主,而对总降水贡献率大的却是对流云降水。不同类型暴雨微物理量同样存在差异,低槽型、台风型暴雨的粒子数浓度较大,副热带高压边缘型和冷涡影响型各种特征直径比其他两类大。分析不同尺度雨滴粒子与雨强的关系,小雨滴数浓度占比超过60%,但对雨强起主要贡献的是中粒子,不同类型暴雨的差异主要是由小雨滴和大雨滴对雨强贡献率的差异造成的;并且随着雨强的增大,小雨滴的贡献率逐渐降低,大雨滴增大。不同雨强档下的雨滴谱分布基本呈单峰型,随着雨强增大各尺度档粒子数浓度升高,谱宽增大,斜率逐渐减小;当雨强增大时质量平均直径(Dm)-标准化参数(lgNW)分布趋于集中,Dm和lgNW的平均值分别为1.15 mm和3.79 mm-1m-3;通过Γ分布拟合发现,低槽型和台风型暴雨谱分布参数的平均值和标准差大于另外两类;除标准化参数的偏度为负值外,其余各参数的偏度均为正值;不同类型暴雨谱型-斜率(μ-Λ)及反射率因子-雨强(Z-R)略有差异。研究得出的淮北地区暴雨Z-R关系为Z=164.4R1.42,相比之下,目前雷达系统采用的标准关系式低估了淮北地区暴雨降水量,尤其在评估低槽型和台风型暴雨时误差较大。

关键词：雨滴谱 Γ分布 μ-λ关系 Z-R关系

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太原地区雨滴谱季节分布特征

应用气象学报 2023年第4期34卷 489-502页

作者：葛黎黎吕国真赵桂香韩琛惠郭栋李亚军山西省气象信息中心太原030006 山西省气象服务中心太原030002 山西省气象台太原030006

利用2017年12月-2022年11月太原雨滴谱数据,研究太原地区不同雨强和不同降水类型雨滴谱季节分布特征。结果表明:太原地区四季谱分布均呈单峰结构且均以雨滴直径D<1 mm的小雨滴为主,但对雨强R贡献最大的是D为1~2 mm的雨滴。各季节R<1 mm... 详细信息

利用2017年12月-2022年11月太原雨滴谱数据,研究太原地区不同雨强和不同降水类型雨滴谱季节分布特征。结果表明:太原地区四季谱分布均呈单峰结构且均以雨滴直径D关系曲线,其中μ-λ季节变化小,但地域性差异显著;幂函数和二项式函数分别对于降水动能参数关系E_(t)-R和E_(d)-D_(m)拟合效果更优;Z-R关系系数与指数成反比,对于层状云降水,春、秋季经典关系均高估降雨,冬、夏季存在经典关系由高估转为低估的情况;对于对流云降水,夏、秋季经典关系略高估降雨。

关键词：雨滴谱季节分布特征 μ-λ关系降水动能 Z-R关系

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江淮之间夏季雨滴谱特征分析

气象学报 2015年第4期73卷 778-788页

作者：金祺袁野刘慧娟石春娥李建邦安徽省人工影响天气办公室合肥210031 安徽省气象台合肥210031 安徽省气象科学研究所合肥210031

分析了2011—2013年夏季(6—8月)滁州地基雨滴谱观测资料,根据雨强及其随时间的变化将降水分成对流降水和层云降水,分析不同降水类型的雨滴谱特征。结果表明:滁州地区对流降水的质量加权直径Dm和标准化参数lg Nw的平均值分别为1.67 mm和... 详细信息

分析了2011—2013年夏季(6—8月)滁州地基雨滴谱观测资料,根据雨强及其随时间的变化将降水分成对流降水和层云降水,分析不同降水类型的雨滴谱特征。结果表明:滁州地区对流降水的质量加权直径Dm和标准化参数lg Nw的平均值分别为1.67 mm和3.91 mm-1·m-3,层云降水Dm和lg Nw的平均值分别为1.18 mm和3.57 mm-1·m-3,对流降水雨滴平均尺度更大。Nw相比Γ分布参数N0能更好地反映总数浓度Nt的大小。Γ分布3参数均随雨强的增大而减小,当雨强增长到一定程度时,μ(谱型)和Λ(斜率)趋于常数。研究了μ-λ关系和Z(反射率因子)-R(雨强)关系。对流降水和层云降水的Z-R关系分别为Z=408R1.20和Z=301R1.21。新的Z-R关系和经典Z-R关系(Z=300R1.40)反演的雨强相比实际观测值均偏小,但新的Z-R关系反演的雨强与实际观测值更接近。

关键词：雨滴谱分布标准化参数 μ-λ关系 Z-R关系

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山西省不同地区雨滴谱的统计特征

气象科学 2016年第1期36卷 88-95页

作者：杨俊梅陈宝君韩永翔李培仁南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044 山西省人工降雨防雹办公室太原030002 南京大学大气科学学院南京210023

利用2010—2012年OTT Parsivel激光降水粒子谱仪在山西省6个地区观测的雨滴谱资料,调查了不同地区对流性和层状性降水滴谱特征。结果表明:对两类降水而言,山区降水强度大于平原地区,且山区降水广义截距参数N_w和质量加权平均直径Dm均大... 详细信息

利用2010—2012年OTT Parsivel激光降水粒子谱仪在山西省6个地区观测的雨滴谱资料,调查了不同地区对流性和层状性降水滴谱特征。结果表明:对两类降水而言,山区降水强度大于平原地区,且山区降水广义截距参数N_w和质量加权平均直径Dm均大于平原地区。两种地形层状性和对流性降水的雨滴平均谱分布均呈明显单峰型,两种降水的峰值直径分别为0.56 mm和0.94 mm,对流性降水雨滴谱明显比层状谱宽。Gamma分布较好的拟合了平均谱,统计了对流性降水Gamma分布参数μ-λ关系。此外,对N_w-R、D_m-R以及Z-R关系也进行了研究。

关键词：降水雨滴谱 μ-λ关系 Z-R关系山西

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基于雨强分级的夏季降水微物理特征分析

气象科技 2016年第2期44卷 238-245页

作者：杨长业舒小健高太长刘西川解放军理工大学气象海洋学院南京211101

利用南京地区2013—2014年夏季Parsivel激光雨滴谱观测资料,讨论了小、中、大、暴4种降水强度等级的微物理参量演变特性、雨滴谱形状因子μ与尺度参数λ关系、雷达反射率因子Z与降水强度R关系。结果表明:1不同强度等级降水的粒子平均直... 详细信息

利用南京地区2013—2014年夏季Parsivel激光雨滴谱观测资料,讨论了小、中、大、暴4种降水强度等级的微物理参量演变特性、雨滴谱形状因子μ与尺度参数λ关系、雷达反射率因子Z与降水强度R关系。结果表明:1不同强度等级降水的粒子平均直径差异较小,降水粒子数浓度、单位体积含水量、单位时间降水能量均随降水强度等级的增强而增大。2在小雨阶段,Gamma分布函数会高估D小于0.625mm的粒子数,在暴雨阶段会低估D小于1mm的粒子数;不同强度等级降水的μ-λ间均存在较好的二项式函数关系,小雨样本的拟合曲线与所有样本拟合曲线接近,中雨、大雨与R大于5mm/h样本拟合曲线接近,暴雨则高于R大于5mm/h样本拟合曲线。3夏季降水的Z-R间存在较好的指数关系,但如果采用所有样本拟合关系估计降水,会存在高估暴雨阶段降水强度的现象。

关键词：降水微物理参量分级雨强 Gamma分布 μ-λ关系 Z-R关系

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河北省中南部暴雨雨滴谱特征

干旱气象 2019年第4期37卷 586-596页

作者：陈子健胡向峰陈宝君李芷霞孔凡超河北省气象局河北石家庄050000 南京大学江苏南京210000 河北省邢台市气象局河北邢台054000

基于2016—2017年河北省中南部暴雨过程的OTTParsivel激光雨滴谱仪观测资料,对3种类型暴雨过程的降水微结构特征参量、不同尺度降水粒子对雨强的贡献、分雨强下的雨滴谱分布、速度谱等进行分析。结果表明:河北省中南部暴雨不同雨强下雨... 详细信息

基于2016—2017年河北省中南部暴雨过程的OTTParsivel激光雨滴谱仪观测资料,对3种类型暴雨过程的降水微结构特征参量、不同尺度降水粒子对雨强的贡献、分雨强下的雨滴谱分布、速度谱等进行分析。结果表明:河北省中南部暴雨不同雨强下雨滴谱基本呈现单峰型分布,低槽冷锋类暴雨雨滴谱谱宽最窄,低涡类暴雨次之,暖切变线类暴雨最宽。不同类型暴雨过程粒子平均直径和峰值直径平均值以低涡类最小,低槽冷锋类次之,暖切变线类最大。雨滴体积中值直径和质量加权平均直径均值以低槽冷锋最小,低涡类次之,暖切变线类最大。河北省中南部暴雨过程主要以直径D4.0mm的大雨滴数浓度占总数浓度百分比最小,其雨强对总雨强的贡献也最小。3种类型暴雨分雨强对应雨滴谱多呈单峰型分布,呈双峰分布时对应雨强不同。速度谱上不同类型暴雨雨滴数极大值中心位置一致,且位于经验曲线下方。与目前雷达系统采用的标准Z=300I1.40关系相比,河北省中南部暴雨过程Z-I关系低估低槽冷锋类暴雨降水,高估低涡类和暖切变线类暴雨降水,其中低涡类暴雨偏差最大。

关键词：激光雨滴谱仪雨滴谱暴雨速度谱 μ-λ关系 Z-I关系

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泸定地区夏季雨滴谱特征研究

成都信息工程大学学报 2023年第6期38卷 701-708页

作者：彭霆威郑佳锋唐鑫王莹珏陈杨瑞雪成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225

为进一步认识四川盆地西部山区的降水微物理特征,利用泸定地区2019年5-7月Parsivel 2型激光雨滴谱仪的观测资料,研究不同强度降水和不同类型降水的雨滴谱特征及差异,提出有助于提高本地降水预报业务的雷达反射率因子、质量加权平均直径... 详细信息

为进一步认识四川盆地西部山区的降水微物理特征,利用泸定地区2019年5-7月Parsivel 2型激光雨滴谱仪的观测资料,研究不同强度降水和不同类型降水的雨滴谱特征及差异,提出有助于提高本地降水预报业务的雷达反射率因子、质量加权平均直径、标准化截距参数与降水强度(Z-R、D_(m)-R、Nw-R)关系和Gamma形状参数与斜率参数(μ-λ)关系。结果表明:随雨强逐渐增大,该地区的雨滴谱逐渐增宽,雨滴数浓度也逐渐增大,雷达反射率因子Z、液态含水量W、质量加权平均直径D_(m)、雨滴总数浓度N_(T)、标准化截距参数Nw也都逐渐增大,但形状参数μ和斜率参数λ则逐渐减小。泸定地区夏季层状云降水占比大,对流云降水占比小,但对流云降水的大雨滴数浓度普遍都高于层状云降水,前者的R、W、Z、N_(T)、D_(m)也都大于后者,前者平均雨滴谱更宽,但谱倾斜率更小。

关键词：泸定地区雨滴谱特征层状云降水对流云降水 Z-R关系 μ-λ关系

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山西省不同地形条件下雨滴谱统计特征对比

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