针对2020年8月9日南京市一次典型对流性暖云降水过程,结合云雷达和双偏振降水雷达资料,利用模糊逻辑算法识别了水凝物粒子类型,分析了降水过程中水凝物粒子的性质和演变。
X波段双偏振降水雷达可探测的气象目标较多,能较好地识别水凝物类型,但难以探测到非降水云区;Ka波段云雷达波长短,可获得非降水粒子的信息,反映云体内部结构。两部雷达同步对此次降水过程进行定点垂直向上探测,利用雷达参量(反射率因子、多普勒速度、差分反射率因子、线性退极化偏比等)反映云粒子和降水粒子的数量、粒径大小和取向等性质。
模糊逻辑算法使用了隶属函数对选定的双偏振参量进行模糊化,针对雷达参量和水凝物粒子类型(毛毛雨、雨、干雪、干冰、湿雪、干霰、湿霰、小冰雹、大冰雹、雨夹雹)设定相应阈值,借助温度T筛选控制,通过规则判断、集成和退模糊等,将分类结果转化成相应的水凝物成分。
结果表明:
(1)此次暖云强降水的雷达回波呈现低质心、强回波的热带型结构,存在涡旋辐合场,降水前期上升气流偏强。
(2)模糊逻辑算法识别出的水凝物粒子基本为雨滴,而后转为毛毛雨滴,降水强度减弱,云中存在少量小冰雹和干、湿雪粒子,是一次典型的暖云降水过程。
(3)云体中云粒子和降水粒子数目偏多,存在较大直径差异,取向复杂,在上升气流和涡旋辐合场作用下剧烈碰并增长,碰并效率较高,在短时间内生成大量大雨滴。
本工作的创新性在于使用云雷达和降水雷达同步观测云体降水过程,能发挥各波段雷达的观测优势,填补观测盲区,反映云粒子和降水粒子随着云体发展、成熟、消亡的同步演变特征,以期为观测和预警暖云强降水提供帮助。
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