【摘要】：降水粒子在降落過程中,其譜分布呈現(xiàn)出不同的降水微物理特征,雨滴譜能夠綜合反映降水的微物理特征,充分認識雨滴譜特征變化對于理解降水微物理過程有重要意義。雖然已有不少雨滴譜特征觀測分析,但對登陸我國的西太平洋臺風(fēng)系統(tǒng)的微物理結(jié)構(gòu)的研究較少。本研究基于國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目“登陸臺風(fēng)精細結(jié)構(gòu)的觀測、預(yù)報與影響評估”中第一課題“登陸臺風(fēng)精細結(jié)構(gòu)的外場科學(xué)試驗和分析”(編號2015CB452801),利用2016-2017年外場觀測實驗中架設(shè)在廣東省和福建省的多臺雨滴譜探測儀器(OTT-Parsivel)收集到的登陸我國的臺風(fēng)尼伯特、妮妲、天鴿和帕卡的觀測資料,對登陸我國的臺風(fēng)系統(tǒng)的降水微物理特征進行了分析。本文比較了臺風(fēng)個例雨滴譜演變特征,發(fā)現(xiàn)登陸我國的臺風(fēng)尼伯特、妮妲、天鴿和帕卡有較為一致的特征。降水過程中都有4mm以上粒子出現(xiàn),不同的臺風(fēng)降水過程中出現(xiàn)的頻率不同,粒徑在0.5-1mm之間的粒子數(shù)濃度最大。數(shù)濃度一般不超過4000m-3mm-1。從雨滴譜隨時間演變來看,當(dāng)降水中小粒子濃度突然增大時,必然伴隨著大粒子的出現(xiàn)和最大粒徑的增大。各臺風(fēng)的平均譜均為較為平滑的指數(shù)分布,臺風(fēng)帕卡相對而言大粒子濃度最少,妮妲大粒子濃度最多。而加權(quán)平均直徑Dm隨著雨強R的增大而增大,當(dāng)R80mm/h后,Dm值趨于穩(wěn)定。臺風(fēng)尼伯特和另外三個臺風(fēng)相比,雨強相同時Dm更小。本文研究了臺風(fēng)登陸前后的微物理特征差異,發(fā)現(xiàn)臺風(fēng)登陸前后質(zhì)量加權(quán)平均直徑Dm和標(biāo)準(zhǔn)化截距參數(shù)log10Nw的變化呈負相關(guān)關(guān)系,而登陸后不同測站不同臺風(fēng)之間不同,多數(shù)測站登陸后大粒子濃度減少,中間尺度粒子濃度基本不變,而部分測站粒子譜登陸前后沒有太大變化。本文對比了臺風(fēng)系統(tǒng)降水中對流云降水和層狀云降水的特征,臺風(fēng)層狀云降水中Dm和logi0Nw呈很強的線性相關(guān)型,且擬合曲線與Bringi(2003)對多個降水系統(tǒng)層狀云降水做統(tǒng)計得到的擬合曲線不同,說明登陸我國的臺風(fēng)系統(tǒng)有其獨特的微物理結(jié)構(gòu)。從對流云降水的Dm和log10Nw來看,臺風(fēng)妮妲,尼伯特和帕卡都可以根據(jù)Nw-Dm特征被歸類為海洋性降水,天鴿茂名站則更偏向于大陸性降水。粒徑越大,對流云降水和層狀云的數(shù)濃度差距越大。層云降水的Dm分布基本為單峰結(jié)構(gòu),且不同臺風(fēng)系統(tǒng)中的層狀云降水的Dm分布基本一致,但對流云降水中Dm有較大差別,總體而言對流云降水中Dm分布更為集中。本文還分析了不同雨強下臺風(fēng)系統(tǒng)降水的雨滴譜特征和各尺度粒子對臺風(fēng)降水的貢獻,降水率較小時,各臺風(fēng)個例的DSD分布差異較小;當(dāng)降水率逐漸增加時,大粒子的數(shù)濃度逐漸開始出現(xiàn)差異。整體來看對降水率貢獻較大是1-3mm粒子隨著降水率的增大,大粒子對雨強的貢獻也逐漸增大,小粒子的貢獻率逐漸減少。大粒子貢獻率高的測站平均雨強并不高,中小粒子濃度才是雨強的決定因素。雨滴譜研究對于提高雷達定量降水估計,改進模式微物理參數(shù)化和提高預(yù)報也有重要意義,所以本文也研究了登陸我國臺風(fēng)的雷達反射率因子和雨強的Z-R關(guān)系和Gamma分布形狀參數(shù)μ和斜率參數(shù)λ的關(guān)系并和前人對大西洋和印度洋熱帶氣旋所做研究進行了對比。大西洋上的臺風(fēng)的Z-R關(guān)系系數(shù)a,b相較于太平洋和印度洋的臺風(fēng)更大,如果用大西洋臺風(fēng)Z-R關(guān)系來反演登陸我國的臺風(fēng)降水,有低估雨強R的可能性。四個臺風(fēng)的μ-λ關(guān)系系數(shù)都很小,特別是二階項的系數(shù)。各臺風(fēng)的μ分布都呈單峰結(jié)構(gòu),基本都在2.5-5范圍內(nèi)達到峰值。同一個臺風(fēng)系統(tǒng)中,出現(xiàn)頻率最大的μ值是基本一致的,但峰值的頻率不同。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P444
【圖文】：

OCTParsivel雨渝漪儀

濾去了邋８ｍｍ以上粒子，因為降水中幾乎不存在８ｍｍ以上大粒子。為了保證雨滴逡逑譜數(shù)據(jù)的可靠性，將質(zhì)量控制后的雨滴譜數(shù)據(jù)與同一地點的氣象觀測站的雨量計逡逑數(shù)據(jù)進行對比。圖２．４為臺風(fēng)尼伯特以及臺風(fēng)妮妲觀測點的Ｐａｒｓｉｖｅｌ．雨滴譜儀輸逡逑出數(shù)據(jù)計算出的雨強與雨量計觀測雨強的對比，可以看出在進行質(zhì)量控制前．逡逑Ｐａｒｓｉｖｅｌ數(shù)據(jù)與雨量計數(shù)據(jù)有較大差異，特別是雨強較大的時候差別較大，而進逡逑行質(zhì)量控制后，Ｐａｒｓｉｖｅｌ雨滴譜儀數(shù)據(jù)計算出的雨強與雨量計觀測到的雨強基本．逡逑一致，這表明進行質(zhì)量控制后的雨滴譜數(shù)據(jù)是可靠的，本文中的質(zhì)量控制方法是逡逑１７逡逑

３．１．１整體比較逡逑本文研究了邋２０１６－２０１７年夏季登陸我國的四個西太平洋的臺風(fēng)的雨滴譜特逡逑征。圖３．１為臺風(fēng)尼伯特，妮妲，天鴿和帕卡的路徑圖，最佳路徑數(shù)據(jù)為閂本氣逡逑象廳數(shù)據(jù)（ＪＭＡＴ）。？除臺風(fēng)尼伯特在福建省登陸外，其他三個臺風(fēng)都于廣東省登逡逑陸。逡逑４０Ｎ邋－１邐—１邐邋Ｈ————＾邐１邐ｒ逡逑Ｉ邐丨邐心飛逡逑．＿邋—．邋？邋．邋，邋＜逡逑、邋Ｖ、邐、邋Ｖ逡逑３０Ｎ邋－邐＞邐ｔ－邋－Ｉ邐＊邋＞逡逑Ｔ邐ｆ逡逑Ｉ邐ｒ邋｜｜邐＇邐＇邐．一邐ｙ逡逑？．０＾９１２逡逑．膩．邐－逡逑Ｚ邐ｕ邐？？？０，７０７０６邐彳？邋？逡逑２0Ｎ邋４邐Ａ邐？邋＊。：0６１２邋一邋一邋？NB邐．0ｆ0ｍ邐Ｌ逡逑？邋．０７０５１８邐＊邋．０７３１０６逡逑Ｉ邐Ｉ邐ｙ邐．逡逑Ｉ邐，邐＼０７２９１８逡逑／■＇邋－Ｕ．邐．：＂邋■■：■邋？逡逑ｉｏｎ邋．邐？邐？邋－１邐—邐１—逡逑４ＱＮ邋－邋■邋＿邐＊邋－邋（邐』邋Ｊ邋．邋一邐Ｉ邋■邋■邋？邋■■邋■邋■邋■邋１邐—＿邋？邋．邋■邋—邋＾邋Ｉ邋＇■邐ｉ逡逑＇、．丨丨邋：．、逡逑ｗ．．邋ｉ．－＇ｌ邐！逡逑■邋■邋－邋－邐、邐’邋ｖ＇邋．邐、邐ｙ邋ｖ＇逡逑３０Ｎ邋－邐＂邋＞邐（？邐一邐？邋ｆ逡逑ｙ邐？＊邐ｊ邐｜邐？＊＇邐ｆ逡逑ｒ邐，邐ｒ邐ｆ逡逑？邋？邋，０８２７０６邋，？邐．邋？邋０８２４０６邐

【參考文獻】

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本文編號：2790664