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GPM卫星观测的中国西南复杂地形突发性暴雨的降水垂直结构

突发性暴雨,复杂地形,冰相过程,液相过程,层云降水,对流降水

本研究利用2014-2020年汛期（4-9月）国家级地面雨量站和GPM卫星数据，统计分析了中国西南不同地形条件下，四川盆地、云贵山地、山地向平原转变的过渡性地带和长江中游平原等，突发性暴雨的微物理过程和垂直结构差异。结果表明，层云降水（SR）和对流降水（CR）的垂直结构有明显的差异，CR和SR的降水粒子直径（Dm）在冰相过程增长较快，在液相过程增长较慢，雷达反射率（Ze）的变化与Dm 类似。由于对流降水（CR）比层云降水（SR）更丰富的液态水路径和大气对流运动，CR的冰相过程和液相过程都比SR更活跃，CR的Ze和Dm的增长区间更宽广。近地面处平均降水参数对比发现，CR较SR的Nw 偏低， Dm偏大， Ze和降水率（RR ）偏高。不同地形条件下降水垂直结构和微物理过程有显著不同，山地区域降水粒子的冰相增长过程更显著，液相增长过程较弱，导致近地表Dm 最大，dBNw 最小，Ze和RR最小；平原区域降水粒子的冰相增长过程较弱，液相增长过程更为显著，导致近地表Dm相对较小，dBNw最大，Ze和RR最大；盆地区域和过渡区域介于这两者之间。在不同相态层，Ze变化率随地表RR增加有增加的趋势，最终建立了不同降水强度等级、不同地形条件下、SR和CR的平均Ze廓线，有助于改善雷达定量降水估计。