利用激光雨滴谱仪对一次雨转雪过程分析
OTT Parsivel2 多功能激光雨滴谱仪说明手册说明书
德国OTT Parsivel2多功能激光雨滴谱仪说明手册北京博伦经纬科技发展有限公司2014年1概述德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪是一种现代化的以激光技术为基础的光学测量系统。
传感器采用原装德国进口，它可以全面而可靠地测量各种类型的降水。
液态降水类型粒径的测量范围为0.2毫米到5毫米，固态降水类型粒径测量范围为0.2毫米到2.5毫米。
它可对速度为0.2到20米每秒降水粒子进行测量。
可测量的降水类型如下：毛毛雨、小雨、雨、雨、雨夹雪、雪、米雪、冻雨、冰雹。
降水测量是通过一个专门设计的特殊的传感元件来实现的。
它可以检测肉眼可见的地面以上一米降水。
设备具备有线和无线通信传输，数据获取和存储是通过一个快速的数字化信号处理器完成的。
2基本工作原理德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪的工作原理基础是一个能够发射水平光束的激光传感器。
其变送器和接收器集成在防护罩中。
图2-1工作原理图当激光束里没有降水粒子降落穿过时，最大电压为接收器的输出电压。
降水粒子穿过水平光束时以其相应的直径遮挡部分光束，因而产生输出电压。
我们通过电压的大小来确定降水粒子的直径大小。
降水粒子的下降速度是根据电子信号持续的时间推导出来的。
电子信号的持续时间为降水粒子开始进入光速到完全离开光束所经历的时间。
根据上述的决定量可以推算出降水滴谱、降水类型、降水动能、降水强度、雷达放射率和大气的能见度等信息。
安装在传感器头上的防雾装置能够防止降水粒子偏离防护罩、掉入激光束造成测量误差。
3系统组成德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪主要由气象传感器单元、数据采集控制单元、数据通信单元、供电单元、电源和通信防雷单元以及观测软件等几个部分组成。
数据处理控制中心气象传感器数据观测处理平台气象数据采集本场数据传输前端数据简化与综合监控与维护网络与通信其它共享平台通信防雷图3-1系统总体框图图3-2传感器实物图1.供电系统为保证系统稳定连续的电力供应，除降水现象仪本身采用了低功耗设计外，设备采用UPS 不间断稳压电源供电，保证了系统的长时间稳定可靠工作。
兴安盟一次暴雨过程的雨滴谱特征分析
H u a n j i n g q i x i a n g部沙化地区的国土生态安全，实现生态文明。
沈阳北部沙化土地和有明显沙化趋势的土地都是不同程度退化的土地，对其进行人工生态恢复，需要漫长的时间，经过很长时间的演替才能使区域生物群落逐步稳定，保障沈阳北部沙化地区国土安全的功能才能得以真正的发挥。
现在的生态建设仅仅是生态恢复的开始，因此，必须加快防沙治沙的节奏，在全市土地利用规划的框架下，尽可能快、尽可能多地增加沙区植被，为保障国土生态安全，实现生态文明打下良好基础。
!、加速推进防沙治沙是全面提升沈阳北部沙化地区战略地位的迫切要求。
随着振兴东北老工业基地战略的提出，沈阳的经济迅猛发展，城市综合实力明显增强，沈阳市委、市政府也高度重视防沙治沙工作，市领导多次做出重要指示，将其纳入沈阳市经济和社会发展总体规划。
沈阳北部沙化地区在长期的防沙治沙实践中，积累了丰富经验，总结出了适合地区实际的实用技术和模式，为加快沈阳北部地区沙化土地治理步伐奠定了实践基础。
《中华人民共和国防沙治沙法》的颁布实施，为沈阳北部地区防沙治沙提供了有力的政策法律支撑和保障。
沈阳北部沙化地区的人民治理沙化土地、改善沙区生态愿望迫切、积极性高、决心大。
这些有利的条件为沈阳北部沙化地区提升战略地位提供了丰富的机遇，因此扩大国内与国际的交流与合作领域，积极争取更多的帮助和支持，对进一步提高沈阳北部沙化的地区战略地位具有重要意义。
（作者单位：""####沈阳市森林资源监测中心）利用兴安盟索伦气象站内地面观测翻斗雨量计和$%&' ()'#"激光雨滴谱仪采集数据，同时结合高空探测和天气雷达资料，分析*#"+年,月-日暴雨过程的雨滴谱特征。
分析显示：低空急流输送的水汽配合高空西风槽和切变线的共同作用，为本次降水提供了有利条件；雨强、雷达反射率因子、粒子个数和直径都有很好的对应关系，随时间的变化趋势是相似的；粒径"./'".+/00的雨滴是雨量、雨强和雷达反射率因子的主要贡献者，但粒径 *00的雨滴对雨量和雨强的贡献率比对总个数的贡献率大近/倍。
一次雨夹雪转暴雪天气过程的微物理模拟研究
图７ 模拟的 ２ ０ ０ ９年 ２月 １ ２日沿 １ ２ ３ ２ ７ ° Ｅ分布的水凝物和温度及风场的垂直剖面
下的温度在０℃ 以上， 分散的云团合并生成一个成 熟的云团， 云水含量大值区位于 ７ ０ ０ｈ Ｐ ａ 的零度层附 近， 为０ ４ｇ ／ ｋ ｇ 。４ １ ５ ° Ｎ 以南地区 ８ ０ ０ｈ Ｐ ａ 至地面 为南风分量， ４ １ ５ ° Ｎ 以北地区 ８ ０ ０ｈ Ｐ ａ 至地面为北 风分量， 垂直的这条零线可以近似地看作锋面， 并且 ４ １ ５ ° Ｎ以北地区 ８ ０ ０ｈ Ｐ ａ 以下有强烈的下沉运动。 正是这股强大的下沉气流迅速增强了 ４ １ ５ ° Ｎ 以北 地区地面降雪的强度。冰晶覆盖在 ３ ９ ° —４ ４ ° Ｎ之间 ４ ０ ０ｈ Ｐ ａ 至２ ０ ０ｈ Ｐ ａ 的中高层， 最大值为０ ０ ２ｇ ／ ｋ ｇ 。 霰发展迅速， 最大含水量为 ０ ４ ５ｇ ／ ｋ ｇ ， 其下界也向 下伸 展 到 达 地 面。雨 水 分 布 在 ４ １ ５ ° Ｎ以南地区 ７ ０ ０ｈ Ｐ ａ 以下的暖区， 最大含水量为０ ４ ５ｇ ／ ｋ ｇ 。 雪在
站和开原站 ６ｈ 降水量实况与模拟结果进行对比， 如 图 ６所示。结果表明， 模拟结果随时间变化趋势与 实况基本一致。 综上所述， Ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｅ ｒ ２ 云物理方案的模
图６ ２ ０ ０ ９年 ２月 １ ２日 ０ ８时—１ ３日 ０ ８时单站 ６ｈ降水量实况与模拟结果
拟结果反映出了此次降水的变化特点， 较好地模拟 了此次降水过程。以下利用 Ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｅ ｒ ２方案的模拟结 果， 进一步分析此次降水过程中的云微物理过程。
１ 引言
暴雪是中国北方主要气象灾害之一， 对国家经 济建设和人民的生产生活可造成严重影响， 甚至给 国家经济和人民生命财产造成巨大损失， 有时比同 等降雨造成的损失还大。因此， 开展暴雪成因机理 和维持机制等研究对于提高暴雪预报准确率具有重 要的科学意义和应用前景。 目前， 国内对降水的研究尤其是中尺度物理过 １ ］ 程方 面 做 了 很 多 工 作。 如 孙 晶 和 王 鹏 云 ［ 利用 ＭＭ５中尺度数值模式对 １ ９ ９ ８年 ６月 ８ —９日华南暴 雨进行了模拟， 用Ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｅ ｒ ２霰方案模拟了可分辨尺
风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北京一次弱雨雪天气中的特征分析
第 １期
翟 亮等：风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北３．６ｋｍ，低 模 式 和 高 模 式 下测量的高度分辨率分别为 ６０和 １２０ｍ；探测风 速范围为 ０～４０ｍ· ｓ－１，探 测 误 差 ≤１ｍ· ｓ－１； 探测风向 ０～３６０°，探 测 误 差 ≤１０°；一 次 探 测 时 间≤６ｍｉｎ；工作频率 １３００～３７５０ＭＨｚ，脉冲宽度 ０．４μｓ，脉冲重复频率 ４０～８０μｓ。ＯＴＴＰａｒｓｉｖｅｌ２ 雨滴谱仪，测 量 区 域：１８０ｍｍ ×３０ｍｍ；粒 子 直 径： ０．２～５ｍｍ（液态降水）、０．２～２５ｍｍ（固态降水）； 粒子速度：０．２～２０ｍ·ｓ－１；粒径分类：３２个粒径级 别和 ３２个速度级别；降 水 类 型 识 别：毛 毛 雨、小 雨 ／雨、雨、雨 加 雪、雪、米 雪、冻 雨、冰 雹 等 ８种； 测雨 强 度：０．００１～１２００ｍｍ· ｈ－１；雨 量 精 度： ±５％（液态 降 水 ）、±２０％ （固 态 降 水 ）；雷 达 反 射率因子 Ｚ：９．９～９９ｄＢＺ±２０％。 １．２ 计算方法
１ 资料与方法
１．１ 资料说明 利用北京市海淀区（１１６．２８３３°Ｅ、３９．９８３３°Ｎ，
海拔 ２０．４０ｍ）ＣＦＬ－０３Ｂ边界层风廓线雷达探测资 料，并结合 ＯＴＴＰａｒｓｉｖｅｌ２雨滴谱仪资料。风廓线
收稿日期：２０１８－０５－０４；改回日期：２０１８－０９－１２ 基金项目：国家自然科学青年基金（４１８０５１１２）、北京市自然科学基金青年基金（８１７４０６７）、中国气象局预报员专项（ＣＭＡＹＢＹ２０１８－００２）
云南洱海流域一次暴雨过程的雨滴谱特征分析
云南洱海流域一次暴雨过程的雨滴谱特征分析陈焘1，赵婧1*，张振秀1，严天鹤1，杨葳葳1，易小蓉2（1.大理州气象局，云南大理671000；2.南涧县气象局，云南大理671000）摘要：利用激光雨滴谱仪、自动雨量站和新一代多普勒天气雷达观测资料，对切变线影响下洱海流域的一次暴雨过程雨滴谱特征进行了分析。
结果表明：雨强大于2.5mm/h 时，激光雨滴谱仪计算的累计雨量和雷达反射率因子较自动雨量站测得的值存在明显的高估现象，但二者变化趋势基本一致。
对雨滴分钟速浓度、雨强和质量加权直径时序分布进行对比分析，发现雨强小于2.5mm/h 时，质量加权直径均值为1.016mm ，雨强大于2.5mm/h 时质量加权直径均值为1.74mm ，粒径大于1mm 的雨滴是影响雨强大小的关键。
对本次降雨过程按层云、积云和混合云降水进行分类，发现三类降水的雨滴谱分布均为单峰型，且Gamma 分布拟合效果较好，拟合决定系数R 2均大于0.9，积云降水谱宽最大至3.75mm ，混合云降水谱宽2.75mm 次之，层云降水谱宽最小为2.125mm 。
对Z-R 关系进行了拟合，得出本次暴雨过程Z-R 关系为Z =118.37R 2.32。
关键词：雨滴谱；Gamma 分布；Z-R 关系中图分类号：P426文献标志码：A文章编号：2096-2347（2023）04-0075-07收稿日期：2023-09-23基金项目：云南省气象局科研项目（YZ202331）；云南省气象局人工影响天气技术研究及效果评估创新团队（2022CX07）。
作者简介：陈焘，工程师，主要从事人工影响天气和云降水物理研究。
E-mail:****************通信作者：赵婧，工程师，主要从事雷电灾害防御研究。
E-mail:****************引用格式：陈焘，赵婧，张振秀，等.云南洱海流域一次暴雨过程的雨滴谱特征分析[J].三峡生态环境监测，2023，8（4）：75-81.Citation format ：CHEN T,ZHAO J,ZHANG Z X,et al.Raindrop spectrum analysis of a rainstorm process in Yunnan Erhai[J].Ecology and Envi⁃ronmental Monitoring of Three Gorges ，2023，8（4）：75-81.DOI ：10.19478/ki.2096-2347.2023.04.08三峡生态环境监测Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges2023年12月Dec .2023第8卷第4期V ol.8No.4Raindrop Spectrum Analysis of a Rainstorm Process in Yunnan ErhaiCHEN Tao 1,ZHAO Jing 1*,ZHANG Zhenxiu 1,YAN Tianhe 1,YANG Weiwei 1,YI Xiaorong 2(1.Dali Meteorological Bureau,Dali 671000,China;2.Nanjian Meteorological Bureau,Dali 671000,China)Abstract:The characteristics of raindrop spectrum of a rainstorm process in Erhai basin under the influence of shear line were ana⁃lyzed by using the observation data of laser raindrop spectrometer,automatic rainfall station and new generation Doppler weather ra⁃dar.The results show that the cumulative rainfall and radar reflectivity factor calculated by laser raindrop spectrometer were obvi⁃ously overestimated compared with those measured by automatic rainfall station when the rainfall intensity was greater than 2.5mm/h,but their trands were basically consistent.The time series distribution of minute velocity concentration spectrum,rainfall in⁃tensity and mass-weighted diameter of raindrop spectrum were compared and analyzed.It was found that the mean value of mass-weighted diameter was 1.016mm when the rainfall intensity was less than 2.5mm/h,and the mean value of mass-weighted diame⁃ter was 1.74mm when the rainfall intensity was greater than 2.5mm/h .The raindrop with a diameter greater than 1mm was the key factor affecting the rainfall intensity.The rainstorm process was classified by stratus,cumulus and mixed cloud precipitation.It was found that the raindrop spectrum distribution of the three types of precipitation was unimodal,and the Gamma distribution fit⁃ting effect was better,the fitting coefficient of determination R 2was greater than 0.9.The width of cumulus precipitation spectrum was the largest at 3.75mm,followed by mixed cloud precipitation,at 2.75mm,and the width of stratus precipitation spectrum was the smallest,at 2.125mm.The Z-R relationship was fitted,and Z =118.37R 2.32for the rainstorm porcess.Key words:raindrop spectrum;Gamma distribution;Z-R relation□环境监测三峡生态环境监测/第8卷76雨滴谱，是雨滴数浓度随直径的分布，又称雨滴尺度分布。
大连地区一次雨夹雪转雪天气过程分析
大连地区一次雨夹雪转雪天气过程分析【摘要】本文利用大连新一代天气雷达（CINRAD-SC型）产品资料及所辖市区和县观测站降水资料、常规观测资料，分析了2012年3月4-6日一次雨夹雪转雪天气过程。
观测数据显示：此次过程南部地区为雨夹雪转中到大雪；北部地区为雨夹雪转大雪；东部地区为雨夹雪转暴雪。
从环流形势分析上看：影响系统为先期东北上的黄淮气旋和后期东移的高空冷涡，对应地面的河套低压东移与黄淮气旋后部结合，以暖区降水为主，降水量较大。
分析雷达径向速度产品得到：两次强降雪时段均以“暖式切变辐合型”为主，不同的是，5日强降雪过程后期有冷空气介入，雷达站附近底层显示为偏北风，迫使暖湿空气抬升，随着冷风过境，降水逐渐结束。
【关键词】大连地区；雨夹雪转雪；径向速度1天气实况4日中午开始，大连地区出现了明显雨雪天气。
截至6日15时，各地雨雪天气已结束。
其中，庄河、长海为雨夹雪转暴雪，瓦房店、普兰店为雨夹雪转大雪，市区、旅顺、金州为雨夹雪转中到大雪。
过程雨雪量在12.2～25.5毫米之间。
积雪深度旅顺0.6厘米，金州3.0厘米，其它地区6.8～14.1厘米（见表1）。
从降雪强度上看，选取3个站点作为为大连地区代表站，如图1所示，有两个时段降雪强度比较大：一个是4日傍晚到半夜，降水量在1-2毫米，降水性质以雪为主，长海为雨夹雪，另一强降水时段是5日夜间，以雪为主，其中庄河站5日20时到6日02时降雪量为13毫米。
从气候统计和实况分析上看，大连区降雪前一般有明显的回暖过程，此次过程先是黄淮气旋东北上，西南气流强盛，水汽充沛，底层增温增湿，降水性质为雨夹雪；后期高空冷涡东移，槽后冷空气逐渐介入，降水性质为雪。
从高空实况图看到：3月4日20时（如图2左上和左下，北京时，下同）500hPa位于贝湖南部的高空槽逐渐加强东移，地面对应河套低压，其后有较强冷空气伴随东南下；位于长江中下游，黄淮地区的南支系统加强东北上，对应地面黄淮气旋形成；5日08时（图略），500hPa上，贝湖南部高空槽东南移到河套地区北部并逐渐加强，其闭合冷中心温度为-36℃，南支槽在东北上过程中有逐渐与北支系统结合趋势，形成槽前一直的西南气流，控制山东半岛和辽宁大部地区，地面我区位于东移北上气旋的顶部，降水开始逐渐增大。
一次雨转雪天气过程形势及物理量诊断分析
中图分类号：P458.2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305(2021)03–0075–03
寒潮天气过程是一种大规模的强 冷 空 气 活 动 过 程，是 冬 半 年 影 响 江 苏 省 的 重 要 灾 害 性 天 气 之 一，除 了 造 成 剧 烈 的 降 温 外，还 常 伴 有 大 风、降 雪 等灾害性天气 [1-2]。随着经济的快速发 展，大 雪 对 交 通 和 生 活 的 影 响 越 来 越 明 显 [3]。因 此，在 一 次 寒 潮 天 气 背 景 下，对 雨 雪 相 态 的 转 换 以 及 降 雪 强 度 进 行 预 报，对 防 灾 减 灾 工 作 具 有 重 要 意义。
Abstract This article uses conventional observation data, micaps data and NCEP/ NCAR reanalysis data to diagnose and analyze the process of changing from rain to snow under a cold wave on December 29, 2020. The results show that this snowfall process is caused by the 500 hPa horizontal trough turning vertical to guide the cold air southward, 700 hPa and 850 hPa shear, combined with the 700 hPa southwest warm and humid jet; When it rains, there is a strong upward movement area in the lower layer, corresponding to the convergence of water vapor. When snowfall occurs, the strong ascending movement area moves to around 700 hPa to 400 hPa, and the middle and high-rise buildings also turn into water vapor convergence layers. Key words Horizontal trough; Rising; Water vapor convergence
青海高原人工消（减）雪试验效果分析探讨
青海高原人工消（减）雪试验效果分析探讨周万福1, 3 姚展予2 马学谦1 田建兵1 贾烁2 张博越1 赵文慧2 王伟健2 张沛2（1 青海省人工影响天气办公室，西宁 810001；2 中国气象科学研究院中国气象局云雾物理环境重点实验室，北京 100081；3 青海省防灾减灾重点实验室，西宁810001）摘要：利用2017年1—5月在青海省泽库县实施的人工消（减）雪试验，应用气象台站和布设的测雪点数据，通过双比分析方法分析人工消（减）雪作业效果，探讨了消（减）雪作业设计，使用物理检验分析消（减）雪试验过程。
结果显示：通过4次过程作业前、后的液态水含量分析，所选作业高度较合适，水汽条件较好，作业后整体回波强度减弱，回波体积减小，后续回波有继续发展，但持续时间较短；双比分析方法得到4次相对消（减）雪1%，绝对消（减）雪0.03 mm 。
通过对作业过程的定量统计分析和基于观测资料的定性分析表明，人工消（减）雪作业有一定的减雪作用，但作业不适当也有可能增大降雪量而形成雪灾，还需通过大量实例总结和验证开展人工消（减）雪的技术可行性和技术方案。
关键词：人工消（减）雪，效果分析DOI：10.3969/j.issn.2095-1973.2023.04.009Effect Analysis on Artificial Snow Dispersal Experimentin Qinghai ProvinceZhou Wanfu 1, 3, Yao Zhanyu 2, Ma Xueqian 1, Tian Jianbing 1, Jia Shuo 2, Zhang Boyue 1, Zhao Wenhui 2,Wang Weijian 2, Zhang Pei 2(1 Weather Modification Office of Qinghai Province, Xining 810001; 2 Key Laboratory of Cloud Physics of China Meteorological Administration, Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081; 3 Key Laboratory ofDisaster Prevention and Mitigation in Qinghai Province, Xining 810001)Abstract: Based on weather station data and snowfall data from the target area and the contrast area, the effect of artificial snow dispersal in Zeku County of Qinghai Province from January to May 2017 is analyzed with double contrast method. The design of the operation for artificial snow dispersal is discussed and the mechanism of the operation is analyzed by physical investigation. According to the research results, the change of liquid water content before and after the four operations proves that the selected operation height was appropriate, with proper water vapor conditions. After operation, the echo intensity decreased, so did the echo volume. Although the echo continued to develop, the duration shortened. Based on double contrast method, it is found that, for the four experiments, the relative reduction of snow is 1% and the absolute reduction of snow is 0.03 mm. The quantitative statistical analysis of the operation processes and the qualitative analysisof the observation data show that the artificial snow dispersal has a certain effect on snow reduction. However, it may also increase the snowfall with improper operation. Hence the technical feasibility and plans for artificial snow dispersal have to be validated and summarized by a large number of experiments.Keywords: artificial snow dispersal, effect analysis收稿日期：2022年5月12日；修回日期：2023年5月10日第一作者：周万福（1976—），Email ：资助信息： 国家自然科学基金项目（42165008，41775139）；青海省科技厅研究项目（2021-ZJ-745）0 引言青海高原高海拔和常年气温偏低的地理气候环境是雪灾发生的客观条件。
基于激光雨滴谱仪的降雨特征分析
基于激光雨滴谱仪的降雨特征分析摘要：降水数据是研究气候变迁、天气动力、数值天气预报模式、水分平衡计算、水文模型等的重要参数，是雷达与卫星定标、水库管理、工程设计等的重要依据。
基于此，本文重点分析激光雨滴谱仪的降雨特征，以发挥出其在区域性降雨监测中的作用。
关键词：激光雨滴谱仪降雨特征分析引言降水是云中微物理过程，云动力学过程和诸多因素综合作用的结果。
云中宏观、微观过程矛盾共同作用的产物，降水过程可以通过雨滴大小分布情况反映出来。
随着直径的变化单位体积内各种大小雨滴的分布情况称之为雨滴谱或雨滴尺度分布。
对降水粒子特征进行研究，可以对云内的成雨机制进行解释，在对人工降雨的雨水条件、效果检验、增强雷达对降水测量的精确度，研究雨滴微波辐射、衰减过程等均具有十分重要的作用。
经过三十多年的发展，雨滴谱观测获取的结果在气象、水文等领域中得到了大范围应用。
其中，作为提供基础观测数据的仪器，雨滴谱观测仪在研究雨滴谱中发挥着十分重要的作用。
在降雨观测中引入雨滴谱仪，进而对降水特征进行全面分析，在区域性降雨监测中占据重要地位。
1 激光雨滴谱仪与自动雨量计降雨量比较为了验证激光雨滴谱仪测量降水量数据的精确度和可靠性水平，在多次对降水数据进行模拟时，将激光雨滴谱仪同自动气象站降水测量装置进行结合，借助于自动雨量计对降水量数据进行同步观测，并将最终观测到的降水量数据进行对比分析。
为了避免因降水不均匀引起的测量误差，应将两个不同的观测仪器放在同一位置，可以在激光雨滴谱仪下方放置自动雨量计，这种放置方式可以消除观测中降水数据空间和时间上的误差。
这里模拟不同降水强度下的11次连续降水，降水时间共16.2h、激光雨滴谱仪和自动雨量计的测量数据供972组进行分分析，观测到的降水强度在10~81mm/h之间，选取的降水量变化趋势基本保持一致，因激光雨滴谱仪的精确度水平较高，可以保留两位小数，因自动雨量计的观测数据精确度水平相对较低，可以保留一位小数。
曲靖一次降雨过程的雨滴谱特征分析
曲靖一次降雨过程的雨滴谱特征分析沈鹰;李辰;郑艺;段玮【摘要】利用激光雨滴谱仪和自动雨量站观测资料,对2015年10月9 ～10日云南省曲靖市的一次持续性降水过程的雨滴谱特征进行了分析,结果表明:激光雨滴谱仪与自动雨量站测得的累积降水量之间具有很好的一致性,激光雨滴谱仪的观测结果能够反应降水的实际情况;分钟降水量与谱宽、平均直径、均立方根直径的变化趋势基本一致,降水强度主要由大粒子决定;此次降水过程的平均雨滴谱分布为单峰型,Γ分布比M-P分布的拟合效果略好,但二者间差异不大,都能很好地拟合实际雨滴谱分布情况.【期刊名称】《云南地理环境研究》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P66-71)【关键词】雨滴谱;降雨量;曲靖【作者】沈鹰;李辰;郑艺;段玮【作者单位】云南省气象科学研究所,云南昆明650034;云南省人工影响天气办公室,云南昆明650034;云南省人工影响天气办公室,云南昆明650034;云南省气象科学研究所,云南昆明650034【正文语种】中文【中图分类】P426.620 引言雨滴谱又称雨滴尺度分布，是指单位体积内各种大小雨滴的数量随其直径的分布。
水汽和各种气溶胶粒子在上升气流的作用下，经过活化、凝结、碰并、破碎、繁生等繁杂的物理过程，在云中形成冰晶和液滴后下落，并最终降到地面形成降雨，因此，雨滴谱是云中宏观动力过程、微物理过程及环境空气诸因素综合作用的结果。
通过对雨滴谱分布特征的研究，可以为深入了解成云降雨机制、云中动力条件和微物理条件及其相互制约关系提供帮助，为评估人工影响天气云水条件及效果检验提供依据。
通过量化研究雨滴对电磁波的散射与衰减作用可以为提高雷达定量估测降水精度提供帮助，另外，雨滴谱特征对边界层陆面过程、气溶胶等领域的研究也有十分重要的应用价值。
传统的雨滴谱观测方法主要是利用人工采样的滤纸色斑法，该方法原理明确、设备简便、费用低廉，但存在采样周期长、读数繁琐、人工操作工作量巨大、后期处理数据繁冗，且存在较大误差等问题。
532nm激光在雨中的传输特性研究
532nm激光在雨中的传输特性研究王治晶;单宁;侯学华【摘要】降雨会对激光光束产生严重衰减,使得激光到达作用目标时的能量不足以致盲.关于激光在雨中的衰减特性已经在红外波段进行了深入的研究,但是在可见光范围的波段研究还比较缺乏.本文基于米式散射理论,研究532nm绿激光光束在降雨条件的衰减模型,分析其在不同降雨条件下的传输特性,并通过实验验证分析其正确性.通过理论分析与实验结果的对比得到:532nm绿激光在小雨中的衰减大于大雨天气,这样的结果表明在小雨天气中雨滴数目大于大雨天气,激光粒子多重散射效应在小雨中更为明显.这为建立532nm绿激光不同降雨类型下的修正模型提供了理论和现实依据.【期刊名称】《工业设计》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】2页(P72-73)【关键词】降雨;激光衰减;米式散射【作者】王治晶;单宁;侯学华【作者单位】武警工程大学研究生14队,陕西西安,710086;武警工程大学装备工程学院,陕西西安,710086;武警工程大学军事基础学院,陕西西安,710086【正文语种】中文激光具有相干性好、亮度高、能量集中的特性[1]，越来越受到科学家们的广泛关注，尤其是在军事领域和医学领域。
目前，激光在军事上的应用主要有：激光致盲、激光制导以及激光通信；但是，激光在不同环境下都会有一定的衰减，会造成任务的失败。
激光在近地大气条件下的传输主要受降雨、雾、霾以及空气中的气溶胶粒子的吸收和散射作用的影响，导致系统性能下降。
关于红外波段激光近地大气条件下的传输特性已有大量研究，而在可见光波段研究较为缺乏。
在非致命激光致盲多采用的是532nm绿激光作为激励源，所以，研究532nm绿激光在降雨条件下的衰减特性可以为非致命激光致盲武器的改进提供一定的理论依据。
降雨是一种普遍的自然现象，激光光束在雨中传输过程极其复杂，包括雨滴对激光光束的吸收、散射和折射现象。
但是对于532nm激光光束，雨滴对激光传输的影响主要是散射作用，这个作用是根据雨滴谱的分布来确定的，所以本文主要采用Weibull分布作为雨滴谱分布来分析研究532nm激光在降雨条件中的衰减特性。
降水天气现象仪对一次降雪过程观测分析
降水天气现象仪对一次降雪过程观测分析摘要：降水天气现象仪能够在地面持续监测降水粒子相态，并给出相应的数据信息，人们能够利用它对降雪现象的成因和趋势进行分。
应用一次降雪过程分析实例可以证明，它能够提供可靠的降水信息，为人们提供较为准确的数据支持。
关键词：降水天气现象仪；一次降雪；观测降水，是一种天气现象，当水中出现水凝物，并且水凝物体积变大时，他们便会降落到地面上。
降雨的类型不同，比如人们会应用毛雨、阵雨、雨夹雪、冰雹等形容降雨的状态。
降水会对人们的生产和生活带来很大的影响，人们很早就开始观测降雨的现象，并通过对当下降雨的特征来分析未来降雨的趋势，比如人们会通过降雨现象来预测是否会出现降雪现象。
1降水天气现象仪降水天气现象仪，是一种应用现代激光技术对降水粒子的直径大小、下落速度进行监测的现代化仪器，它能将采集到的信息传输到计算机中，由计算机呈现降水粒子的图谱数据，然后对图谱信息中的特征进行识别，分析未来的降雨趋势，应用这种方式，人们能通过监测降雨过程来分析未来是否存在降雪现象。
现对DSG5型的降水天气现象仪的技术参数进行分析，归纳如表1：表1：DSG5型的降水天气现象仪的技术参数2对一次降雪过程观测为了说明DSG5型降水天气现象仪在预测一次降雪中的应用，现应用一则案例来说明。
分析20日08时的数据记录，发现500hPa大连地区受偏西气流的影响，850hPa低空无切变影响大连区域，从而该区域出现内部高压，抬升触发条件较差的状况。
表2：DSG5型降水天气现象仪记录的降水数据分析20日08时的时探空图，它呈现了850hPa的温度达到-13℃，并且其上存在逆温层。
从850hPa~9250hPa出现湿层，850hPa的温度、逆温层上则存在干冷空气的数据了解降雪现象将要发生。
影响降雪现象的因素即为湿度、温度、云层结构因素。
接收DSG5型降水天气现象仪的降雨数据，发现12月20日上午大连市区从10~11时为降水粒子数最多的时期，降水粒子个数为148811时，而至12时，降水粒子个数已减少至4234个。
2018年1月初安徽特大暴雪的双偏振雷达观测分析
2018年1月初安徽特大暴雪的双偏振雷达观测分析杨祖祥;谢亦峰;项阳;周胜男【摘要】2018年1月3—5日安徽省发生一次特大暴雪过程,其降水强度大,最大累积降水量达71 mm;降雪后低空和地面温度偏低,积雪深度较大,最大积雪深度超过40 cm,并产生雨雪冰冻灾害.首先使用常规观测资料分析该过程特大暴雪实况,再结合双偏振雷达观测数据,判断融化层高度和降水粒子相态.结果表明:(1)阜阳双偏振雷达观测记录了此次特大暴雪过程,其零阶滞后相关系数(CC)产品的低值区与融化层基本吻合,使用反射率因子(dBZ)、CC和差分反射率(ZDR)产品可清晰判断出融化层高度,并推断出大气中降水粒子的属性;(2)双偏振雷达使用模糊逻辑法提供融化层产品(ML)和粒子相态分类产品(HCL),其与使用双偏振雷达基本产品主观判断的融化层高度和粒子相态基本一致,与实况观测基本相符;(3)双偏振雷达的ML产品和HCL产品对冬季降水粒子的探测和降水相态的判定有一定的参考价值.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】10页(P31-40)【关键词】暴雪;双偏振雷达;融化层;粒子相态【作者】杨祖祥;谢亦峰;项阳;周胜男【作者单位】安徽省气象台,合肥230031;安徽省气象台,合肥230031;安徽省阜阳市气象局,阜阳236000;安徽省气象台,合肥230031【正文语种】中文【中图分类】P426.63+4引言安徽省地处华东腹地，长江、淮河穿流而过，其北部为平原，中部多丘陵，西部和南部为山区，地形地貌十分复杂。
安徽省降雪天气主要发生在当年12月至次年2月，多年来安徽降雪天数(除山区外)从淮北到江南呈减少趋势。
暴雪是安徽省主要的气象灾害之一，往往给国民经济和人民生命财产造成重大损失[1]。
我国暴雪主要发生在北方和高原地区，对暴雪研究也大多集中在这些地区。
我国气象工作者在暴雪环流形势和大气垂直结构[2－4]以及产生暴雪的海温异常、垂直速度等物理量场[5－6]方面开展了一系列研究。
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利用激光雨滴谱仪对一次雨转雪过程分析摘要不同相态降水粒子的地面雨滴谱具有不同特征。
本文利用HSC-PS32激光雨滴谱仪和人工加密观测资料对2014年11月30日发生在沈阳的一次雨转雪天气过程进行了初步的分析，研究了降水相态转换时，其雨滴谱特征的演变。
结果表明：受蒙古气旋影响，该过程经历了不同的降水相态，包括雨、雨夹雪和雪。
这3种降水相态对应着不同的滴谱特征。
具体表现为降雨阶段，粒径小、谱宽较小；雨夹雪阶段，谱宽增大；而降雪阶段，粒子直径大、维持较宽谱宽。
不同降水相态的平均雨滴谱相对较近，经历了单峰到波动的演化过程。
从波峰对应的粒子直径的角度来看，雨小于雨夹雪，雨夹雪小于雪。
降雨阶段粒子数浓度最大，降雪阶段粒子谱宽最大。
关键词降水相态；激光雨滴谱仪；地面雨滴谱中图分类号P458 文献标识码 A 文章编号1007-5739（2016）04-0219-03雨滴谱是指在单位体积内雨滴大小的分布[1]。
雨滴谱对降水过程科学研究，天气雷达地面降水校准，人工增雨、防雹作业检验等方面都具有重要意义[2-5]。
雨滴谱观测方式方法和观测仪器在不断变化发展。
传统观测方法有动力学方法、斑迹法、面粉球法、照相法和浸润法；观测仪器有冲击型雨滴谱仪、光学雨滴谱仪、声学雨滴谱仪[2-3]，这为雨滴谱的研究提供了更加多样化的方式。
本文利用HSC-PS32激光雨滴谱仪对沈阳一次雨转雪天气过程进行了诊断分析，配合人工加密观测资料，研究了降水相态转换时其雨滴谱特征的演变。
1 观测仪器HSC-PS32激光雨滴谱仪采用Parsivel2雨滴谱传感器。
雨滴谱传感器由一对带状激光发射和接收传感器组成，激光发射装置可以产生一束水平激光，接收传感器可以将光信号转换成电子信号。
在测量区域，当粒子穿过光束时，信号会改变。
明暗程度，反映了空气中粒子大小，根据信号的持续时间计算出粒子下降速率。
Parsivel2采用现代激光技术的光学遥测系统，测量的基本参数为粒径和速度，对通过激光带的粒子进行分级和统计。
其粒子的直径从0.2 mm到25 mm分成32个通道，粒子速度从0.2 m/s到20 m/s分成32个通道，因此总的类别就是1 024种[5]（表1）。
由此推导出粒径分布、降水量、能见度、降水动能和降水类型等。
2 天气实况受蒙古气旋影响，2014年11月30日沈阳地区出现一次雨转雪天气过程，沈阳地区降水于8：00开始，20：00结束，过程降水量5.4 mm，降水主要集中在沈阳市区（图1）。
冷空气南下，由北至南逐渐转雪。
沈阳市区共有3个国家站，由北向南分别为沈北新区（站号54248）、浑南（站号54342）、苏家屯（站号54340）。
根据人工加密观测资料发现，转雪时间分别为12：27、13：10、13：26。
证明此次过程是自北向南发生相态转换，由雨逐渐转为雪。
从小时降水量可以看出，雨雪相态发生转换时（12：00―13：00），小时降水量最大。
其中浑南小时降水量最大达1.6 mm，降水强度较小（表2）。
3 资料选取目前，沈阳城区有5台HSC-PS32激光雨滴谱仪。
根据配备有激光雨滴谱仪的站点的位置分布，选取离浑南（54342）观测站最近的南昌中学站点进行重点分析。
南昌中学站点（123.37°E，41.54°N）位于浑南站点（123.31°E，41.44°N）的西北部，直线距离12.2 km；位于沈北新区站点（123.32°E，42.02°N）的南部，直线距离53.6 km。
南昌中学站点位于浑南（54342）观测站和沈北新区（54248）观测站点中间，偏近浑南观测站。
由于此次过程由北向南发生相态转换，因此南昌中学发生相态转换的时间范围，在12：27―13：10之间。
HSC-PS32激光雨滴谱仪每分钟采样1次，选取最短采样周期1 min。
采样初始时间为8：00，结束时间为20：00。
激光雨滴谱仪探测过程降水量为4.79 mm，接近国家站降水量。
每分钟粒子个数随时间变化出现3个波峰（图2），最大每分钟粒子个数出现在17：43，为1081。
降水强度随时间变化形状与粒子个数相近，为3个波峰，最大降水强度出现在13：47，为16.5 mm/h。
但二者波峰出现时间不同，因粒子直径、数密度不同，因此对降水强度贡献不同[6]。
南昌中学站降水过程可分为3段，根据之前推论可判断中间段11：17―14：02应出现降水相态转换，故下面主要针对该时段降水进行研究。
4 结果分析根据HSC-PS32激光雨滴谱仪数据库中每分钟天气现象，可判断11：17―12：37为雨，12：38―13：08为雨夹雪，13：09―14：02为雪（图3）。
其中将冻雨天气现象算作雨夹雪，并将较为分散的12：25、13：15、13：27的3个时次雨夹雪天气现象分别算作雨、雪、雪。
占每分钟粒子总数最多的直径通道主要有3～8通道，其他通道粒子数较少，甚至部分直径通道（1、2、26、27、28、29、30、31、32）粒子数为0。
可以发现在降雨阶段，粒子数总量与降水强度相对应，4直径通道级别粒子数明显高于其他级别粒子数；在雨夹雪阶段，占每分钟粒子总数最多的通道明显发生转换，由4直径通道逐渐转为6、5直径通道，临近降雪阶段又转为4直径通道，降水粒子直径先增大再减小。
13：09―14：02降水相态主要为雪，总体来看5直径级别粒子数高于其他级别粒子数，在降雪趋于结束时，由5直径通道逐渐转为6、7、8直径通道，粒子直径增大。
11：17―14：02降水阶段中4直径通道粒子相态主要以水为主，5、6、7、8直径通道粒子相态主要以雪为主。
11：17―14：02降水阶段粒子平均直径（D），随着降水相态转变，趋于平稳增大，在降雨阶段区间范围为0.53～0.85 mm；雨夹雪阶段区间范围与降水阶段接近为0.57～0.89 mm；降雪阶段区间范围为0.70～1.67 mm；总区间范围为0.53～1.67 mm。
粒子最大直径（Dmax）先波动性增大，至13：42达到波峰9.50 mm开始波动性减小，降雨阶段波动较小，区间范围为1.06～2.75 mm；雨夹雪阶段波动开始增大，区间范围为1.63～3.75 mm；降雪阶段先波动性增大再波动性减小，波动性减小与降雪趋于结束有关；总区间范围为1.06～9.50 mm。
谱宽变化趋势与Dmax基本一致。
粒子最小直径（Dmin）趋于平稳，区间范围0.31～0.44 mm（图4）。
根据何雪松等[7]粒子数浓度计算公式计算出粒子数浓度，计算公式如下：式中，N（D）为粒子数浓度，n（D）为各通道实测的粒子数，△D为该通道所占有的尺度宽度，v（D）为该通道对应的粒子速率，S为采样面积，T为采样时间。
将不同降水相态平均雨滴谱（图5）进行比较，从不同降水相态平均雨滴谱型较为接近，均经历了单峰到波动的演变过程。
从波峰对应的粒子直径来看，雪大于雨夹雪，雨夹雪大于雨。
降雪阶段粒子谱宽最大，降雨阶段粒子数浓度最大。
5 结论本文利用HSC-PS32激光雨滴谱仪对沈阳一次雨转雪天气过程进行了诊断分析，配合人工加密观测资料，研究了降水相态转换时，其雨滴谱特征的演变，得到如下几个方面的结论：（1）这次过程经历了不同的降水相态，包括雨、雨夹雪和雪。
这3种降水相态对应着不同的雨滴谱特征。
具体表现为：降雨阶段，粒径小，谱宽较小；雨夹雪阶段，谱宽增大；而降雪阶段，粒子直径大，维持较宽谱宽。
（2）4和5直径级别粒子数对此次过程降水相态具有的指示意义。
4直径级别粒子数主要对应降水相态为雨，5直径级别粒子数主要对应降水相态为雪。
（3）不同降水相态平均雨滴谱型较为接近，均经历了单峰到波动的演变过程。
从波峰对应的粒子直径的角度来看，雨小于雨夹雪，雨夹雪小于雪。
降雨阶段粒子数浓度最大，降雪阶段粒子谱宽最大。
本文得出的雨、雨夹雪和雪的滴谱特征，与李德俊等[8]、Yuter等[9]的研究结论基本一致，即不同降水相态降水粒子的滴谱特征具有不同的变化特征，这些特征可以用来区分不同的降水类型[10]。
6 参考文献[1] 濮江平，张伟，姜爱军，等.利用激光降水粒子谱仪研究雨滴谱分布特性[J].气象科学，2010，30（5）：701-707.[2] 余东升，徐青山，徐赤东，等.雨滴谱测量技术研究进展[J].大气与环境光学学报，2011，6（6）：403-408.[3] 朱亚乔，刘元波.地面雨滴谱观测技术及特征研究进展[J].地球科学进展，2013，28（6）：685-694.[4] 周黎明.地面雨滴谱观测与分析研究进展[J].山东气象，2014（3）：1-5.[5] 濮江平，赵国强，蔡定军，等.Parsivel激光降水粒子谱仪及其在气象领域的应用[J].气象与环境科学，2007，30（2）：3-8.[6] 宫福久，刘吉成，李子华.三类降水云雨滴谱特征研究[J].大气科学，1997，21（5）：607-614.[7] 何雪松，王瑞田，濮江.Parsivel雨滴谱仪数据处理方法及其应用[C]//2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑，2009：214-216.[8] 李德俊，熊守权，柳草，等.武汉一次短时暴雪过程的地面雨滴谱特征分析[J].暴雨灾害，2013，32（2）：188-192.[9] YUTER S E，KINGSMILL D E，NANCE L B，et al.Observations of precipitation size and fall speedcharacteristics within coexisting rain and wet snow[J].J Appl Meteor，2006，45（10）：1450-1464.[10] 邵本军，刘丽敏.一次雨转雪天气成因分析[J].黑龙江气象，2011（1）：15.。