【摘要】：雨滴譜反映了單位體積一定粒徑范圍內(nèi)雨滴粒子數(shù)濃度隨尺度的變化趨勢,其對于提高雷達定量估測降水的精度,改進和優(yōu)化氣候模式中的降水參數(shù)化方案有重要意義。但目前對雨滴譜的研究多集中于個例或某類云系下的分析,且國內(nèi)對雨滴譜垂直演變的模式研究還比較少,為此本文利用2011年6～7月在黃山不同高度采用PARSIVEL雨滴譜儀測得的雨滴譜數(shù)據(jù),對不同海拔高度上兩類降水(層狀云降水和對流云降水)粒子譜的微物理特征量、Gamma函數(shù)擬合以及雨滴的下落速度進行對比研究。之后結(jié)合一維雨滴分檔模型,詳細分析蒸發(fā)、碰撞收集/破碎以及重力沉降對雨滴譜垂直演變的影響,并通過敏感性實驗對部分觀測現(xiàn)象進行解釋。得到的主要結(jié)論如下:觀測得到的雨滴譜都比較符合Gamma分布,采用Gamma擬合公式對分檔模型進行初始化,模擬結(jié)果較好地再現(xiàn)了黃山地區(qū)雨滴譜垂直演變的狀況,且分析表明,降水初期沉降過程為低層提供直徑大于1mm的液滴,之后碰撞過程被啟動并在直徑0.25mm和0.60mm附近形成兩個數(shù)濃度峰值,蒸發(fā)作用在消耗數(shù)濃度峰值的同時成為低層小尺度液滴的主要來源。對流云降水的雨水含量和降水強度、雨滴的各類尺度參數(shù)和數(shù)濃度都比相同位置上層狀云降水的大。由雨滴譜的演變特征來看,層狀云降水由于雨水含量(或雨強)較小,下落過程中蒸發(fā)和碰撞作用引起的變化率比較小,故相對于對流云降水而言有更穩(wěn)定的垂直變化。同類降水云系下,不同海拔高度的譜差異主要體現(xiàn)在雨滴尺度方面,其中山頂常處于云內(nèi)平均尺度最小,而雨滴出云后的破碎消耗導(dǎo)致山底處的雨滴尺度小于海拔高度較高的山腰。另外本文還對雨滴的下落速度進行了分析,發(fā)現(xiàn)各尺度雨滴都對應(yīng)于一定的落速范圍,除雨滴尺度外,實際落速還受到空氣密度和垂直運動、雨滴的碰并破碎以及湍流運動等的影響。
【圖文】：

候起主導(dǎo)作用，形成特殊的山區(qū)季風(fēng)氣候，云霧多、濕度大、降水多，山頂年平均降水逡逑量高達２３６９．３ｍｍ，且降水多集中在４？６月。逡逑本次實驗主要對在黃山不同高度所測得的雨滴譜數(shù)據(jù)進行研究。圖２．１給出了三個逡逑觀測點的相對位置，分別為光明頂氣象站（海拔１８６０ｍ，３０°０８’Ｎ，１１８°０９’Ｅ）、半山寺逡逑景點（海拔１３５１ｍ，３０°０７’Ｎ，１１８°１０’Ｅ）和山底的寨西人工影響天氣示范基地（海拔逡逑８逡逑

儀器是基于消光原理設(shè)計的光學(xué)粒子測量儀，可以同時測量降水粒子的尺度和下落速逡逑度，還可以得到雷達反射率、降水強度、能見度等氣象指標。逡逑圖２．２為ＰＡＲＳＩＶＥＬ室外傳感器的原理圖，傳感器主要由發(fā)射機、接收機和控制、逡逑運算、存儲等電路部分組成發(fā)射機通過探頭向水平方向發(fā)射紅外激光，形成一個長逡逑１８０ｍｍ，，寬３０ｍｍ，面積約為５４ｃｍ２的激光采樣區(qū)，光線經(jīng)過大氣后聚集在接收端的光逡逑電二極管上，二極管將收到的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，最終轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號進行輸出。當(dāng)逡逑有粒子經(jīng)過采樣區(qū)域時，粒子的消光作用會使接收端收到的光電信號產(chǎn)生偏差，由信號逡逑偏差的振幅可以衡量粒子尺度的大小，假設(shè)粒子是球形的，水平維和垂直維相等，利用逡逑測量得到的粒子尺度和信號偏差維持的時間可以估算粒子的下落速度ｔ５１，５２］。逡逑圖２．２邋ＰＡＲＳＩＶＥＬ室外傳感器外形和原理圖逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｓｅｎｓｏｒ邋ｓｈａｐｅ邋ａｎｄ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＰＡＲＳＩＶＥＬ逡逑儀器的尺度和速度測量均分為３２個非等間距的測量通道，表２．１給出了各通道的尺逡逑度和速度范圍
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P426.6

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳聰;銀燕;陳寶君;;黃山不同高度雨滴譜的演變特征[J];大氣科學(xué)學(xué)報;2015年03期

2 柳臣中;周筠s

本文編號：2635923