我国黄河上游地区秋季雨滴谱观测分析研究.pdf

．42· 第十四届全国云降水物理和人工影响天气科学会议(上册) 我国黄河上游地区秋季雨滴谱观测分析 马新成1 王广河j 游来光1 王黎俊2 何生存2 (1中国气象科学研究院，北京100081；2青海省人工影响天气办公室，西宁810001) 1 9月10日雨滴谱分析 1．1观测资料 地面观测大片积雨云移至头顶。从14；42开始降水，为间断性阵性降雨。此次为四个积雨云云团降 水，资料情况见表1．1(略)： 1．2积雨云平均雨滴谱 图1．1画出了此次积雨云降水的平均雨滴谱。青海省河南县积雨云未出现宫福久等人在沈阳测 夏季在泰山已观测到。这种大于5mm以上雨滴的出现与云中垂直气流强、含水量大、云顶高度高、 负温度区厚等不无关系，这从另一个侧面也反映了黄河上游地区积雨云云中垂直气流速度相对平原 地区较小。此次在河南县观测到的积雨云的最大雨滴直径为4．4mm。雨滴直径在2mm～4．4mm之 间出现了多峰结构，并且大滴多集中在直径3mm到4mm之间。而在直径2．8mm附近出现了明显 的低谷区。反映出直径为2．8mm左右的雨滴在该次积雨云降水中相对较少，是什么原因造成的有 待进一步的研究。直径超过3mm的雨滴的空间浓度都明显比李艳伟等人在天山地区观测的多，且 大水滴方面未出现多峰结构。天山地区观测结果多在高山的峡谷区进行的，而河南县地处高原平谷 区，地形的差异对两地雨滴谱的观测结果可能有很大的影响。河南县本身海拔为3500m，积雨云平均 底高为1100m。此次观测的积雨云雷达顶高在距地4Km左右，虽然不高，但负温区较厚，冷雨过程在 降水中作用较大，这些有利于大雨滴的形成。 ⅢO ⅢO ”O ， O 1 “1 O 1 2 3 ● 图1．1 河南县积雨云平均雨滴谱 (注：N(D)的单位为m一3trim_。，D的单位为mm) 1．3积雨云雨滴谱分布的演变 资料绘制成图。其中相对应的采样时段分别为：14：44～15：00和15：30～15：41。 S1一国家“十五”科技攻关项目主要研究成果 ·43-· 图1．29月10日河南县积雨云降水两个时段雨滴谱的演变 (注：横坐标为雨滴直径D，单位：mm；纵坐标为雨滴空间数密度N(D)，单位：m_3mm-1) 图中大致描述出了该段时间河南县积雨云雨滴谱分布的演变过程。从14：44开始滴谱图大体 上向大水滴方向移动。14：56时达到最大。此时出现了这次降水的最大直径3．4mm，最大雨强 还可以看出出现直径大于2mm的雨滴时，1～1．8mm间隔的雨滴数明显减少，有可能较大雨滴是由 碰并较小滴而形成的，但较大雨滴的破碎也可能贡献了其中的一部分，需要观测事实给予进一步的证 明。图1．4的上图中14：56(即曲线8)的雨滴谱，是观测到的霰落到滤纸上融化后得到的谱，这是冷 雨过程在该地区积雨云降水中占重要作用的一个证据。 同时，一个显著的特点就是在小于0．2mm的小滴处一直出现峰值。据实测的地面相对湿度显 示14点和15点的相对湿度均较低，分别为38％和51％，这么低的相对湿度势必影响小雨滴数浓度。 相对湿度较大，在这种环境下小雨滴在落到地面之前就不易蒸发，也就是说更容易到达地面。这与实 测相矛盾。看来其他因素对小雨滴数量峰值的出现有着更重要的影响。据当时观测时的实测风速值 为1．8m／s，查看根据国际上采用的由蒲福风级演变来的分级标准和陆地上常见的特征列出的蒲福风 力等级表，该速度下的风化分为轻风，风力等级为2。这么小的风速下就减少了大滴降落到滤纸上溅 散产生小滴，而这些小滴数目并非实际降落的小滴数目。从而可以进一步忽略大滴溅散所产生的小 滴数目的误差。可以粗略的认为小滴数浓度的峰值即为实际降水产生。从实测的雷达资料来看，当 时的积雨云云顶较低，基本距地约4km；云底也较低。约1．1km。由探空资料估计此时的0℃高度在 构成。一种猜测小滴浓度峰值主要由冷雨过程贡献。云下相对湿度较低，只有约50％，这样低的相