湖北东部夏季和冬季雨滴谱特征对比研究

摘要

雨滴谱是表征降水微物理特征的基本参量之一，对比研究夏、冬季不同类型降水的微物理特征，有助于了解降水系统的形成与演变机制，改善雷达定量降水估计精度。基于2015—2018年湖北东部4站的Parsivel激光雨滴谱仪观测数据，采用三参数伽马滴谱分布函数反演夏季和冬季降水的微物理参量，并结合ERA5再分析和FY-2G卫星观测资料，分析了两个季节层状云和对流云降水的雨滴谱特征及其差异，探讨了其差异存在的可能原因及其对形状-斜率参数关系（μ–λ）以及雷达反射率-雨强关系（Z–R）的影响。结果表明，湖北东部地区夏季在南印度洋水汽输送下，以对流云降水为主，降水粒子呈现更大的质量加权平均直径（D_m）和更小的归一化截距参数（N_w）；冬季在西北气流控制下以层状云降水为主，整体D_m较小而N_w较大。夏季对流云降水中强烈的碰并与破碎过程，使小雨滴和中等直径雨滴数浓度N（D）显著高于冬季；而在冬季层状云降水中，较弱的上升气流和更长的粒子停留时间，使小粒子和大粒子数浓度均高于夏季，而中等粒子雨滴的数浓度则略低。上述微物理特征的差异也导致了该地区μ–λ和雷达Z–R关系与其他地区的差异。

关键词

雨滴谱 / 冬夏季降水 / Parsivel激光雨滴谱仪 / 降水微物理 / 湖北东部

基金资助

湖北省自然科学基金气象创新发展联合基金项目(2022CFD122); 国家自然科学基金项目(42230612); 青海省科技厅重点研发与转化计划项目(2023-SF-111); 湖北省气象局科技发展基金项目(2025Y08); 全国暴雨研究开放基金项目(BYKJ2024Z04); 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放课题(2024LASW-A05)