中国西天山两次短时强降水过程雨滴谱特征研究

2020年8月2日和18日(简称8?2 和8?18过程)中国西天山新源站出现短时强降水,应用自动气象站、GPS/MET水汽探测仪、二维视频雨滴谱仪、风云 2G静止卫星等高时空分辨率观测资料,研究降水过程的环流背景和雨滴谱特征.结果表明:(1)两次过程均是在中亚低涡有利的背景下产生短时强降水,8?2过程降水阶段性强,由低涡前部西风气流中生成的孤立β中尺度对流系统(Mesoscale convective system,MCS)造成,水汽源自低涡本身,水汽输送和辐合相对弱;8?18 过程持续 100 min阶段性不明显,由低涡层云中β中尺度MCS造成,水汽不仅来自于低涡而且还有新疆以外充沛水汽输送.(2)两次短时强降水天气雨滴谱特征有明显差异.两次过程雨滴粒子直径(Dm)＜2 mm的粒子频数占比约为 97%左右,即降水过程小粒子占绝大多数.8?2过程Dm＜2 mm粒子对降水量贡献达 66.75%,Dm超过 4mm的大粒子对瞬时强雨强贡献大,对流降水粒子谱分散,既有粒子大、浓度小的雨滴,又有粒子小、浓度高的雨滴;而8?18过程Dm＜2 mm粒子对降水量贡献达86.34%,其中Dm为 1～2 mm粒子对降水量贡献达 71.99%,且无Dm＞4 mm粒子,对流降水粒子谱相对集中,Dm＞2 mm粒子远少于 8?2过程,水平极化雷达反射率(ZH)、差分反射率因子(ZDR)和差分相移率(KDP)平均值和最大值比 8?2过程均明显偏小.(3)应用 2020～2021年夏季探测资料研究对流性降水雨滴谱,对流性降水雨滴谱特征年际差异大,呈雨滴粒子大、浓度低特征,表现出大陆性对流降水性质,ZDR和KDP比季风区对流降水明显偏小,加入偏振量的R(ZH,ZDR)、R(KDP,ZDR)拟合关系明显好于R(ZH)、R(KDP)关系.