关中地区对流性降水雨滴谱特征分析

关 中地 区对 流 性 降水 雨 滴 谱 特 征 分 析
宋 嘉 尧 ，罗 俊 颉 ，梁 谷 ，王 天 祥
（ １ ．陕 西 省 人 工 影 响 天 气 办公 室 ，西 安 ７ １ ０ ０ １ ４；
２ ．中 国人 民 解 放 军 ６ １ ２ ４ ３部 队 ， 兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
１ ． ５ ｍｍ；雨 滴 末 速 度 同直 径 具 有 指 数 关 系 。
关 键 词 ：雨 滴 谱 ；对 流性 降水 ；激 光 降 水粒 子 谱 仪 ；关 中 地 区
中 图分 类 号 ：Ｐ４ ２ ６ ． ６ 文 献标 识 码 ：Ａ
对 流性 降水 的形 成不 仅涉 及 到云动 力学 ，同 时也 涉 及到 云微 物理 的变 化 。通过 对宏 观动 力场 与 云 降水微 观物 理过 程相 互作 用 的研究 ，有 助 于
分 布 符 合 伽 玛 分 布 ；雨 滴 在 ０ ． ５ ～２ ． ０ ｍｍ 之 间 的 粒 子 约 占 总 降 水 的 ８ Ｏ ；平 均 直 径 均 大 于
１ ． １ ５ ｍｍ，优 势 直 径 均 大 于 ｌ ＿ ５ ｍｍ，平 均 体 积 直 径 均 大 于 １ ． ２ ｍｍ， 中 数 体 积 直 径 均 大 于
Ｐ ａ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ 激光降水粒 子谱仪 （ 为 阅读方便 ，
下 文均 以雨滴 谱 仪 代 替 ） 是 一 种 基 于 现 代 激 光 技术 的 光 学 测 量 系 统 ， 可 以 测 量 降 水 强 度 为
０ ． Ｏ ０ １ ～１ ２ ０ ０ ｍｍ／ ｈ的 各 类 型 降 水 。 粒 径 的 测
观测 的数 据 ，分析 关 中地 区对流性 降水 雨滴 谱特
征 ，并 对 雨滴粒 子 落速 与直径 的关 系进 行讨 论 。
１ 资 料 来 源
提 高对 人工 影 响天气 的科 学认识 。雨滴谱 观 测是 微 观云 降水 物理 研究 的重 要 内容之 一 。研 究 雨滴
谱 的分 布可 以分 析 自然 降水 的微物 理结 构及 其演 变 特征 ，有 针对 性地 设计 播云 方案 ，对 提高人 工 影 响天 气 的科 学 作 业 水 平 有 很 重 要 的意 义＿ 】 。 ］ 。 我 国从 ２ Ｏ 世纪 ６ Ｏ年代 就 开展 了雨 滴谱 的研 究工 作 。早期 采用 色 斑法测 量 雨滴粒 子 的直径 ，该方 法 获取 的资 料 精 度 较 高 ，但 数 据处 理 非 常 困难 。 ９ Ｏ年 代 以后 ，随着 大气 科 学 的 发 展 与 电子 科 学
摘 要 ：为 了研 究关 中 地 区 对 流 性 降 水 微 物 理 特 征 的差 异 ，对 Ｐ ａ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ 激光 降水粒 子谱 仪 ２ ０ １ ２
年 夏 季 的 观 测结 果进 行 统 计 分 析 。选 取 ２ Ｏ １ ２ 年 ７月 １ ３ 日和 ３ ０ 日两 个 天 气 过 程 ，分 析 了对 流 性
范 围为 ０ ． ２ ～５ ． ８ ｍｍ＿ ６ ］ ，故 本 文对 观 测 记 录 中 直径 大 于 ５ ． ８ ｍｍ的数 据 ，认 为 是 由雨 滴 重 叠 造 成 的 仪 器 观 测 误 差 ，可 在 分 析 过 程 中 予 以 剔 除 。２ ０ １ ２年 ５月 ，陕 西 省气 象 局 在 长 安 气 象 站
降水 雨 滴 谱 时 间 演 变 特 征 、雨 滴 谱 分 布 、平 均 直 径 、众 数 直 径 、优 势 直 径 、 中数 直 径 等 参 数 特 征 ，对 对 流性 降 水 雨 滴 速 度 和 直 径 的 关 系 进 行 了讨 论 。结 果 表 明 ：关 中 地 区对 流 性 降 水 雨 滴 谱
布设 了雨 滴谱 仪 ，开 展 了 对 关 中地 区 的 雨 滴 谱
观测 ，采 样 时 问设 为 １ ｍｉ ｎ 。２ ０ １ ２年 ６ １ ０月 ，
器 ，可 同时测 量 降水 中所 有液体 和 固体粒 子 的尺 度 和速 度 。本 文 利用设 在 陕西 省西 安市 长安 区气 象站 的 Ｐ ａ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ 激 光 降 水 粒 子谱 仪 在 ２ ０ １ ２夏 季
量 范 围为 ０ ． ２ ～２ ５ ｍｍ ， ｓ ，分 别 有 ３ ２个 尺 度 档 和 ３ ２个 速 度 档 ； 每个 采 样样 本 中的 粒 子谱 测 量 数 据 都 有 ３ ２ ×３ ２
—
１ ０ ２ ４个 。在 实 际 观 测 中 ，液 态 降 水 的直 径
的进 步 ，人们 逐 步利用 新 型 的光 电 、声 电雨 滴谱
测量 仪 器 开 展 雨 滴 谱 相 关 研 究 ｌ ３ ］ 。德 国 Ｏ ＴＴ
公 司生产 的 Ｐ ａ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ 激光 降水 粒子谱 仪 是 以激 光 为基 础 的新一 代 高级光 学粒 子测 量器 及气 象传 感
陕 西
气 象
宋 嘉 尧 ，罗 俊 颉 ，梁 谷 ，等 ．关 中 地 区 对 流 性 降 水 雨 滴 谱 特 征 分 析 Ｅ Ｊ ］ ．陕 西 气 象 ，２ ０ １ ５（ ５ ） ：１ ５ ２ ０
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ ４ ３ ５ ４（ ２ ０ １ ５ ）０ ５ —０ ０１ ５ —０ ６
观测 到 了 １ ０次 完 整 的 降 水 过 程 。其 中 ， 由对 流 云系 引 起 的对 流 性 降水 ２次 ，分 别 为 ７月 １ ３
收 稿 日 期 ：２ ０ １ ４ —１ ２ —１ ９
作 者 简 介 ：宋 嘉 尧 （ １ ９ ８ ４ 一） ，女 ，汉 族 ，甘 肃 兰 州 人 ，硕 士 ，工 程 师 ，主要 研 究 方 向 大 气 物 理 。 基 金 项 目 ：陕西省 气 象局科 技创 新基 金 计划 项 目 （ ２ ０ １ ２ Ｍ－ ４ ８ ） ；陕 西省 气象 局研 究 型业务 重 点科 研项 目