江淮夏季不同对流过程的无人机边界层观测特征分析

摘要

利用2019年7—10月江苏盐城5个站点的旋翼无人机观测资料，对夏季对流天气发生前的大气边界层特征进行分析。选取ERA5和L波段雷达探空对旋翼无人机观测的温度、湿度和风场数据进行了观测偏差和误差的定量化估计。结果表明，在不同高度层，无人机观测温度与探空观测的平均偏差为-0.2～0.02℃,观测误差为0.44～0.59℃;相对湿度与ERA5的平均偏差为1.27%～7.14%,观测误差为7.14%～10.71%;风速、风向与探空观测的平均偏差分别为0.40～1.34 m/s和-3.87°～4.98°,观测误差分别为1.24～1.62 m/s和10.50°～23.96°。各变量同两个参考数据集具有较好的一致性，数据准确度满足边界层分析要求。针对3类不同天气背景下的夏季对流天气过程进行了边界层特征分析，无人机观测揭示了重要的信息：对于非天气尺度强迫的弱降水个例，无人机观测捕捉到了降水前边界层顶逆温层高度变化和局地风场辐合，边界层内的状态变化解释了弱降水成因；对于天气尺度强迫且主导系统位置稳定的降水个例，降水由大尺度低层不稳定导致，边界层特征呈现出对大尺度强迫的响应；对于天气尺度强迫且系统快速移动的降水个例，因平流引起边界层内气象要素迅速变化，边界层高度由于冷空气入侵急剧下降，近地层出现风向与主导系统移动方向一致的风速大值区。

关键词

无人机观测 / 对流天气过程 / 边界层观测特征

基金资助

江苏省自然科学基金项目（BK20211396）; 国家重点研发计划青年科学家项目（2022YFC3080500）; 国家自然科学基金项目（42322507;42275167）; 江苏省科技支撑计划项目（BE2022851）; 江苏省科研基金重点项目（KZ202304）; 中国气象服务协会气象科技创新平台重点项目（CMSA2023ZA001）