庐山冻雨形成的天气条件及冻雨滴谱物理特征个例研究

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利用PARSIVEL激光雨滴谱仪和自动气象站观测资料及MICAPS数据,对2014年2月7日至2月15日庐山地区持续时间在5h以上的2次冻雨过程(2月10(个例1)日和2月13日(个例2))的天气形势以及降水谱分布特征及下落末速度粒径分布进行研究。所观测到的两次个例均是以冻雨为主体的混合相态降水,下落末速度粒径峰值偏离G-K曲线,与常规液态降水存在差异,低落速的冻雨滴随降水过程会逐渐向冰粒和干雪转化。结果表明:(1)积冰天气发生时,贝加尔湖上空500hPa以东西北-东南走向低压槽与700hPa高度上低压配合,不断将大量高纬度地区的冷空气向南方输送;同时700hPa高度上水汽充沛的暖平流不断地向江西省输送;冷暖气流在低压槽底部的江西省交汇;该高度上江西省西侧温度小脊逐渐向北延伸,为庐山地区上空逆温层的建立以及冻雨过程的发生提供了条件。(2)个例1总降水粒子谱谱宽大于个例2,但峰值数密度比个例2小:个例1谱宽为10mm,峰值数密度为484 m-3·mm-1,个例2谱宽为4.25mm,峰值数密度为1664 m-3·mm-1;个例1降水粒子谱宽为干雪>冻雨>冰粒,个例2降水粒子谱宽为冻雨>干雪>冰粒。(3)Gamma分布更适合描述混合相态降水粒子谱以及冻雨滴谱,个例1:总降水粒子谱 Gamma 分布为N(D)=20D-3.31exp(-0.08D),冻雨 Gamma分布:N(D)=76D-2.18exp(-1.11D);个例 2:总降水粒子谱 Gamma 分布为 N(D)=30D-4.68exp(-0.75D),冻雨 Gamma分布:N(D)=30D-4.67exp(-0.75D)。(4)混合相态降水因混有干雪或冰粒而使得下落末速度粒径谱分布表现出不同程度地向大粒径小落速方向或小粒径大落速方向延展的趋势,这为今后依据下落末速度粒径谱区分同时期降水类型提供了新的思路。
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