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柳州2022年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析.pdf

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1、process in Liuzhou city in 2022J.Journal of Meteorological Research and Appl44(1):87-93.Zhou Kunlun,HuangJianzhao,WangWei,et al.Analysis of theraindropspectrum characteristics of a dragon-boat precipitation周坤论,黄剑钊,等.柳州2 0 2 2 年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析家妍分用3,44(1):87-93.JOURNALOFMETEORORESEARCHANDAPPLICATI

2、ONMar.20232023年3 月与应究象用研第44卷Vol.44 No.1第1期柳州2 0 2 2 年龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析周坤论,黄剑钊,王玮,吕抒航(广西壮族自治区气象技术装备中心,南宁530 0 2 2)摘要:利用柳州国家站DSC5型降水现象仪(雨滴谱仪)对柳州2 0 2 2 年6 月16 日18 时一17 日11时暴雨过程的雨滴谱特征进行分析,并与自动雨量传感器(雨量筒)数据对比,探究不同雨强范围雨滴谱特征。结果表明:(1)雨滴谱仪和雨量筒的累积降雨量具有很好的一致性,相关性系数达到0.9 9;降水量与分钟粒子数呈强相关(0.8 2)。(2)降水量的多少不仅仅由雨滴粒

3、子的数量决定,还取决于雨滴粒子的直径;本次降水主体以粒径小于3mm的雨滴粒子为主;降水贡献主体以1 4mm的雨滴粒子为主。(3)雨强增大,雨滴粒子数密度逐渐增大,小雨滴更容易合并成大雨滴。(4)无论雨强大小,粒子数占比均随粒径区间的增加而下降,小雨滴粒子占比始终最高;随着雨强增大,小雨滴(D2mm)降水贡献率占比下降,大雨滴(D2mm)降水贡献率占比升高,进一步表明雨强增大,对流增强。关键词:柳州;“龙舟水”;雨滴谱;雨量站;雨强中图分类号:P426.6文献标识码:Adoi:10.19849/ki.CN45-1356/P.2023.1.15引言“龙舟水”一般指华南地区端午前后(5月下旬一6 月

4、下旬期间)发生的强降水天气 ,具有范围广、强度强、持续时间长、致灾程度重等特点2 。雨滴谱是指单位空间体积内不同尺度雨滴的数量随雨滴直径的分布,反映了降水的微观物理过程。因此,研究“龙舟水”过程的雨滴谱特征,对了解自然降水的物理过程、时空分布特征,为数值模式提供科学依据和更好地实现雷达定量估测降水有重要意义3。近年来,随着雨滴谱仪、测雨雷达等新技术的应用,丰富了降雨测量的手段4,也为研究降雨的微观特征提供了更为便捷的手段,相关雨滴谱的研究得到了极大的发展。国内,如周坤论等5 研究结果显示,激光雨滴谱仪在不同速度、直径通道观测的雨滴粒子数是可信的,可反映实际降水情况。李侠丽等6 指出雨强的大小直

5、接影响到雨滴谱的特征参数,且随着雨强的增大而增大。毛志远等7 认为暴雨过程中降水粒子以直径小于1mm的雨滴为主,直径大于1mm的雨滴数占比较低,但其对雨强的贡献最大。蔡钊等8 研究显示,在中雨、大雨雨型情况下,雨滴直径直方图的“双峰”较为明显,但随着降雨雨强的增大,在暴雨雨型下有可能出现“三峰”的情况,而在小雨雨型时更容易出现“单峰”现象。国外,Pruppacher等9 指出大雨滴在下落的过程中,存在其本身动力学上的不稳定而造成雨滴的破碎以及合并。Villermaux等10 进一步证实了雨滴在下落过程中存在复杂的动力学过程以及与邻近雨滴的相互作用。Larsen等11通过对雨滴谱仪的持续观测,发

6、现降雨过程小直径的雨滴占比较高。基于以上研究,下面开展了对广西雨滴谱特征的研究。2022年6 月端午节期间,广西桂北地区发生了一次较严重的“龙舟水 持续性暴雨过程,引发了严重的城市内涝和江河洪涝。为了解“龙舟水”过程雨滴谱的特征,本文对柳州国家站自动雨量传感器(雨量筒)和DSG5型降水现象仪(雨滴谱)观测资料,对柳州6 月16 日一17 日暴雨过程进行分析,结合雨滴谱反演计算公式,探究不同雨强范围雨滴谱特征收稿日期:2 0 2 2-11-2 5基金项目:广西壮族自治区气象局青年人才培养项目(桂气科2 0 2 2 QN09)、广西壮族自治区气象技术装备中心自立项目“降水过程雨滴谱的统计特征研究”

7、作者简介:周坤论(19 9 4一),男,工程师,从事气象探测技术保障和雨滴谱特征研究。E-mail:44卷88气象研究与应用以及降水量和雨滴粒子数随雨滴直径的分布情况1仪器和数据降水类天气现象自动化观测对降雨过程识别较强,捕获率较高,大大减轻了基层观测人员的工作压力,降低了人工观测的主观性,能全面连续地反映降水实情5。本文使用Parsivel2雨滴谱仪持续观测柳州2 0 2 2 年龙舟水过程一次降水数据进行分析。1.1仪器介绍DSG5降水现象仪(华云升达)主要由激光发射器和接收器(长18 0 mm,宽30 mm)两部分组成,工作方式为连续采样,采样时间为1min。测量的数据共有32 个等容积直

8、径通道(Di,i=1,32,测量范围为026mm)级和32 个速度通道(Vj,j=1,32,测量范围为0 2 2.4m/s);实际给出的观测结果是降水粒子在Di和Vj分级的二维场中的粒子个数(nij),共有1024个等级的降水粒子密度。由于仪器信噪比的原因,不使用前两个直径通道的数据,因此,实际可测的降水粒子直径范围为0.2 5 2 6 mm。翻斗式雨量传感器的采样时间为1min,观测精度为0.1mm,分钟降雨强度存在着0.1mm的误差1.2楼数据来源和方法利用柳州国家站自动雨量传感器(雨量筒)和DSG5型降水现象仪(雨滴谱)观测资料,选取2 0 2 2年6 月16 日18 时一17 日11时

9、出现持续性降水过程的时间段,结合雨滴谱反演计算公式,对比分析激光雨滴谱仪与自动雨量传感器估测的累积降水量及雨滴谱相关参数的关系,探讨不同降水强度雨滴谱的特征以及降水量与雨滴粒子属性的关系等。由于降水现象仪观测时前两个尺度通道的信噪比较低,故在处理数据时不予考虑;且由于自然界降水中大于8 mm的雨滴很难维持12 ,观测数据中个别时刻出现大于8 mm的大粒子,则认为是瞬时雨强较大(造成雨滴重叠)或非降水物造成出现的,予以剔除,因此本次降水过程最终使用的粒子范围是0.2 5 8.0 mm。1.2.1雨滴粒子形变订正通常雨滴在下落过程中为非球形,为减小误差,对雨滴谱仪测得的雨滴粒子进行变形修订。雨滴粒

10、径形变修订采用Battaglia等13 中给出的方法进行处理,公式为a,=1,Da1a,=1.075-0.075Deg,1De.5式中定义轴比为雨滴粒子径向和横向长度的比值,对于粒径小于1mm的降水粒子定义为球形,即a,=1;对于粒径在1 5mm的降水粒子定义轴比为a,=1.075-0.075Deg,D e g 为所测雨滴粒子直径;对粒径大于5mm的降水粒子定义轴比为a=0.7。1.2.2雨滴粒子速度处理Atlas等14 研究表明,降水粒子理想状况下,对于粒径小于0.0 3mm的雨滴粒子,粒子下落末速度v=0;对于粒径在0.0 3 0.6 mm的雨滴粒子,雨滴下落末为v=4.323x(Deg-

11、0.03);对于粒径大于0.6 mm的雨滴粒子,雨滴下落末速度为v=9.65-10.3exp(-0.6 D e g)。Friedrich等15 研究表明,当遇到强风(大于10 ms)时,降水现象仪测得的雨滴粒子速度存在错误,由于本次降水过程并未出现强风,即风速大于10 ms-l的强风环境,因此雨滴粒子速度采用降水现象仪直接测得的即可1.2.3雨滴谱反演计算公式雨滴粒子数密度计算公式16 表示为32niN(D:)=(1)AT.VAD;j=132N=N(D.)(2)1其中,式(1)N(D.)(单位:mmlm3)为单位体积内第i级直径Di(单位:mm)至D;+D,的雨滴粒子数密度;n代表降水粒径第i

12、级、速度第j级的雨滴个数,A为激光雨滴谱仪采样底面积为0.0 0 54m,T 为取样时间6 0 s,V,第j速度级的速度值,单位为ms-;AD,为对应速度通道的直径间隔;降水强度(R)计算公式16 表示为326T D?-V(D.)N(D.)AD:R,(3)104i=1R为t时刻的降水强度(mmh-);降水过程累积降水量(P)表示为P=60(4)P,为降水起始到t时刻累积的降水量(mm)。2结果与分析研究显示,激光雨滴谱仪和自动雨量站累积降水量具有很好的一致性5。为探究降水量与雨滴粒子属性的关系以及不同降水强度雨滴谱的特征。下文将对比雨量筒和雨滴谱仪累积降水量的差异、降水量和雨滴粒子的关系、不同

13、降水强度区间雨滴谱89周坤论,黄剑钊,1期玮,等:柳州2 0 2 2 年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析分布及降水量和粒子数的占比情况等进行分析。2.1累积降水量和雨强分析图1 为本次降水过程雨滴谱仪与雨量筒累积降水量和雨强-时间变化曲线,蓝、红色虚线为雨滴谱仪和雨量筒记录降水的起始、结束时刻,黄色虚线为10mmh-l线。图1 a从时间上看,雨滴谱仪在1 8:2 2分就已经观测到有雨滴粒子,而雨量在1 9:3 5 分才记录到有(0.1 mm的)降水量,另外雨滴谱仪在观测降水结束时刻也比雨量筒观测的晚得多,分别是1 0:4 0和8:5 2,这主要是二者仪器的性能决定的 5 。图1 a总体上

14、显示,雨滴谱仪和雨量筒的累积降雨量随时间轴的起伏变化基本一致,二者具有很好的一致性,相关性系数达到0.9 9;雨滴谱仪的累积降水量为67.83mm,雨量筒的为6 3.2 0 mm,前者略多。图1 b雨滴谱仪和雨量筒的雨强随时间的起伏变化总体趋势基本一致,整个降水过程,雨强(雨滴谱)出现了多个峰值,特别是0 3 时一0 4 时的这个时间段,雨强最大,达到了1 2 8.9 6 mmh-l。结合图1 a雨滴谱仪观测的降水强度和累积降水量略大于自动雨量站的,主要在降水过程出现多个明显的峰值,特别是在0 3时一0 4 时之间,出现雨强(雨滴谱)极值,瞬时雨强较大,雨滴重叠导致激光雨滴谱仪识别的降水粒子直

15、径偏大,降水强度和累积降水量也略偏大。若以1 0 mmh-117的降水强度来划分降水类型(黄色虚线为分界线),1 6 日1 8 时、1 7 日0 2 时和1 7日1 1 时主体以层状云降水为主;1 7 日2 4 时以对流云降水为主。由于不同类型云降水的雨滴谱特征不是本文的研究重点,故未深入讨论。100雨量筒140(b)d雨量筒1雨滴谱雨滴谱8018:22-10:4012019:35-08:52R=0.97R=0.9910060804060402020018:0020:0022:0000:0002:0004:0006:0008:0010:0018:0020:0022:0000:00 02:000

16、4:00 06:0008:0010:00日期(2 0 2 2/0 6/1 6 1 8:0 0 2 0 2 2/0 6/1 7 1 1:0 0)起始时间:2 0 2 2/0 6/1 6 1 8:0 0图1雨滴谱与雨量筒累积降水量和雨强-时间变化图2.2降降水量与粒子属性的关系(1)降水量与粒子数图2 a为降水粒子数,分钟降水量-时间变化曲线,图2 b显示了分钟降水粒子数与分钟降水量的相关性。整体上,分钟降水量与分钟粒子数量随时间起伏变化的趋势基本一致;且二者呈强相关,相关性系数达到了0.8 2。那么降水量的多少是否就由雨滴粒子的数量决定?。50003104(a)降水粒子数(b)分钟降水量R=0.

17、824000103SEcc=0.01902uu/鲁业刻3000102200010161000100000880L18:0020:0022:0000:0002:0004:0006:0008:0010:0010-610-510-410-310210-1100101起始时间:2 0 2 2/0 6/1 6 1 8:0 0降水量/mm图2(a)降水粒子数/分钟降水量-时间变化图;红色实线为降水分钟粒子数,蓝色实线为分钟降水量;(b)分钟降水粒子数与分钟降水量的相关性,蓝色圈为散点,红色虚线为拟合线9044卷气象研究与应用(2)降水量与粒子直径图3 为本次降水过程雨滴粒子数和降水量在不同粒径区间的占比情

18、况。小于1 mm的粒径区间,粒子数占比为5 8.8 1%,但降水量占比仅为7.2 8%;1 3mm的粒径区间,粒子数占比为4 0.1 7%,而降水量占比达7 0.3 2%;大于3 mm的粒径区间,粒子数占比为1.0 2%,降水量占比为2 2.4 0%。总体上,本次降水过程主体以小于3 mm的雨滴粒子为主,小于1 mm的雨滴粒子占比最多;降水贡献率主体集中在1 4mm的雨滴。粒子数占比随粒径区间的增大而下降;降水量占比(除小于1 mm的粒径区间外)随粒径区间的增大而下降。因此,降水量的多少不仅仅由雨滴粒子的数量决定,还取决于雨滴粒子的直径。LLL100.00目5058.81粒子数占比34.86降

19、水量占比4010.0039.005.31%/早士31.32300.831.002014.210.160.1017.28105.690.032.500.0105粒子直径/mm图3雨滴粒子数和降水量在不同粒径区间的占比图(红色实线为粒子数占比,蓝色实线为降水量占比)2.3不同雨强区间的平均谱、降水量与粒子数-雨滴直径分布本次降水过程,按逐分钟雨强划分为4 个雨强区间:(1)0 0.3 mmmin*(Group I);(2)0.30.6 mmmin-l(Group II);(3)0.61.2 mmmin-(Group III);(4)1.2mmmin-(Group IV)。下面将对不同雨强区间的平均

20、谱分布、降水量与粒子数随粒径变化、降水量与粒子数在不同粒径区间的占比进行分析。(1)不同雨强区间平均谱分布图4 为不同雨强区间平均谱分布。图4 a为对数坐标;图4 b为普通坐标。总体显示,随着雨强的增大,雨滴粒子数密度逐渐增大。GroupI(红线)、GroupII黑线))峰值均分别出现在粒径为0.4 3 7、1.0 6 2、1.375mm处,且极值点均在1.0 6 2 mm处;GroupII(绿线)、GroupI(蓝线)峰值则在1.0 6 2、1.3 7 5、2.7 5 mm处,且极值点均在0.3 1 2 mm处。另外,雨滴谱仪观测到的雨滴最大直径达7.5 mm,这种特大雨滴文献18在对积层混

21、合云的研究中也曾观测到,总体符合对流云的雨滴谱演变的客观规律。四个雨强区间,无论是小雨强(GroupI)还是大雨强(GroupIV),平均谱分布均出现了多个峰值,并且随着雨强的增大,粒子数密度逐渐增大,且峰值开始逐渐明显,表明雨强越大产生的雨滴越多,雨滴粒子之间碰撞(破碎、合并)越剧烈,更容易破碎产生小雨滴或者合并成更大雨滴。104300TT(a)Group(b)Groupl103GroupIlGroupIlG中Group II250GroupIll102GroupIvGroupIv一e-u.,u/(a)N200.u.,wu/(a)N101TITTT100150TITTT10-110010-2

22、5010-3010-401234567802468D/mmD/mm图4不同雨强区间平均谱分布(a)对数坐标;(b)普通坐标(2)降水量与粒子数-雨滴直径分布图5 为不同雨强区间降水量与粒子数占比随粒径的变化情况。图5 aGroupI(00.3mmmin)降水粒子数占比出现三个峰值分别为1 2.9%(0.4 3 7 mm)、13.2%(1.0 6 2 m m)、7.8%(1.3 7 5 m m),随着雨强的增大,图5 bGroupII(0.30.6mmmin=)降水粒子数占比三个峰值分别为9.0%(0.4 3 7 mm)、1 1.4%(1.0 6 2 mm)、11.3%(1.3 7 5 m m)

23、,此过程小雨滴占比下降,大雨滴粒子占比增加,即在一定雨强范围内(0 0.6 mmmin-),随着雨强的增大(GroupI增至Group II),小雨滴更91玮,等:柳州2 0 2 2 年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析1期周坤论,黄剑钊,GroupIGroup II2020(a)降水量占比(b)降水量占比粒子数占比A粒子数占比1515%/%/!1010550246802468D/mmD/mmGroup IIGroupIV2020(c)降水量占比(d)降水量古比粒子数占比粒子数占比1515%/%/只101055024680248D/mmD/mm图5不同雨强区间降水量与粒子数占比随粒径的变化

24、图(a)00.3mmmin(Group I);(b)0.30.6mmmin*(Group II);(c)0.61.2mmmin-(Group III);(d)1.2mm min-(Group IV)容易合并成大雨滴;随着雨强的继续增大,图5 cGroupIII(0.61.2mmmin-)降水粒子数占比三个峰值分别为9.1%(1.0 6 2 mm)、8.3%(1.3 7 5 mm)、4.6%(2.7 5 mm),极值点0.3 1 2 mm处,占比为1 0.6%;此过程,小雨滴占比增加,且更大的雨滴粒子数占比出现峰值(2.7 5 mm),即大雨滴数占比也增加,表明随着雨强继续增大(GroupII增

25、至GroupII),雨滴粒子之间的碰撞更加剧烈,破碎产生了更多的小雨滴粒子或合并成了更多的大雨滴;图5 dGroupIV(1.2 mmmin)降水粒子数占比三个峰值分别为8.6%(1.062mm)、7.3%(1.3 7 5 m m)、5.9%(2.7 5 m m),极值点仍为0.3 1 2 mm粒径处,此过程相对于GroupIII,峰值在1.0 6 2 mm(8.6%9.1%)和1.3 7 5 mm(7.3%4.6%。此时,雨强继续增大,雨滴粒子合并略大于破碎,但并不明显,即雨滴粒子碰撞剧烈,破碎和合并接近一个相对均衡的状态。另外,降水量占比的分布,GroupI小雨强时,降水量占比出现3 个峰

26、值,极值点在1.0 6 2 mm处,随着雨强的增大,极值点发生变化,GroupII在1.875mm和2.7 5 mm处呈现明显的峰值,相对于GroupI降水贡献率占比最大的雨滴粒径增大;随着雨强继续增大,降水量占比(GroupII和GroupIV)仅在2.7 5 mm处出现一个明显峰值,也就是说随着雨强的增大,大雨滴粒子的降水贡献率也在增大。3)降水量与粒子数占比图6 为不同雨强区间降水量与雨滴粒子数在不同粒径区间的占比情况。图6 aGroupI降水贡献率主要是小于3 mm的雨滴;GroupII降水贡献率主要是1 3 mm的雨滴;GroupIII和GroupIV降水贡献率主要是1 5 mm的雨

27、滴;小于等于2 mm的粒径区80aGroupIGroupIl60GroupIIGroupIV40200023455D/mm80(b)Group!%/早士60GroupIllGroup IlGroupIV402000123455D/mm图6不同雨强区间降水量与雨滴粒子数在不同粒径区间的占比图(a)降水量占比;(b)雨滴粒子数占比9244卷气象研究与应用间,降水量占比均随雨强的增大而下降,大于2 mm的粒径区间,降水量占比总体随雨强的增大而增大。图6 b总体显示,4 个雨强区间,粒子数占比均随粒径区间的增加而下降;无论是大雨强还是小雨强,小于1 mm雨滴粒子数占比均是最高,1 2 mm的雨滴粒子数

28、占比次之;大于2 mm的粒径区间,随着雨强增大,粒子数占比增大。综上,无论雨强的大小,小雨滴粒子占比始终最高雨滴粒子数均随粒径区间的增大而减少;随着雨强的增加大,小雨滴(D2mm)的降水贡献率下降,大雨滴(D2mm)的降水贡献率升高,进一步表明雨强增大,对流增强,产生的雨滴粒子更多,雨滴碰撞更剧烈,破碎产生小雨滴,合并形成大粒子,影响粒子数占比和降水的贡献率此次降水过程激光雨滴谱的主要特征量如表1所示。表1雨滴谱特征最大粒子数浓度粒子总数分钟最大粒子数平均直径最大直径平均谱宽最大谱宽/m/个个/mm/mm/mm/mm44530051039550.987.5mm1.827.193结论(1)雨滴谱

29、仪观测降水起始(结束)时刻比雨量筒观测的早(晚),主要是由于两种仪器测量精度不同导致的 5 ;雨滴谱仪和雨量筒的累积降雨量相关性系数达到0.9 9;二者的累积降雨量和雨强在时间轴上起伏变化总体趋势基本一致。另外,雨滴谱仪观测的累积降水量和降水强度略大于自动雨量站的,主要在降水过程出现多个明显的峰值,特别是在03时一0 4 时之间,出现雨强极值,瞬时雨强较大,雨滴重叠导致激光雨滴谱仪识别的降水粒子直径偏大,降水强度和累积降水量也略偏大;1 6 日1 8 时一17日0 2 时和1 7 日0 4 1 1 时主体以层状云降水为主;1 7 日0 2 0 4 时以对流云降水为主。(2)降水量与分钟粒子数随

30、时间起伏变化趋势基本一致;且二者呈强相关,相关性系数达到了0.82;小于1 mm的粒径区间,粒子数占比为5 8.8 1%,但降水量占比仅为7.2 8%;1 3 mm的粒径区间,粒子数占比为4 0.1 7%,而降水量占比达7 0.3 2%,表明降水量的多少不仅仅由雨滴粒子的数量决定,还取决于雨滴粒子的直径。另外,本次降水过程主体以粒径小于3 mm的雨滴粒子为主,小于1 mm的雨滴粒子占比最多;降水贡献主体以1 4 mm的雨滴粒子为主。(3)随着雨强的增大,雨滴粒子数密度逐渐增大。四个雨强区间(0 0.3、0.3 0.6、0.6 1.2、1.2 mmmin),无论是小雨强还是大雨强区间,平均谱分布

31、均出现了多个峰值,并且随着雨强的增大,粒子数密度逐渐增大,且峰值开始逐渐明显,表明雨强越大产生的雨滴越多,雨滴粒子之间碰撞(破碎、合并)越剧烈,更容易破碎产生小雨滴或者合并成更大雨滴。在一定雨强范围内(0 0.6 mmmin-),随着雨强的增大,小雨滴更容易合并成大雨滴;雨强继续增大(G r o u p:0.6 1.2 mmmin),小雨滴占比增加,大雨滴数占比也增加,表明随着雨强继续增大,雨滴粒子之间的碰撞更加剧烈,破碎产生了更多的小雨滴粒子或合并成了更多的大雨滴;GroupIV(1.2mmmin-)雨强继续增大,雨滴粒子合并略大于破碎,但并不明显,即雨滴粒子碰撞剧烈,破碎和合并接近一个相对

32、均衡的状态。另外,降水量占比的分布,GroupI小雨强时,降水量占比出现3 个峰值,极值点在1.0 6 2 mm处,随着雨强继续增大,降水量占比(GroupII和GroupIV)在2.7 5 mm处出现一个明显峰值,也就是说随着雨强的增大,大雨滴粒子的降水贡献率也在增大。(4)4个雨强区间,粒子数占比均随粒径区间的增加而下降;无论雨强的大小,小雨滴粒子占比始终最高;雨滴粒子数均随粒径区间的增大而减少;随着雨强的增加大,小雨滴(D2mm)的降水贡献率占比下降,大雨滴(D2mm)的降水贡献率占比升高,进一步表明雨强增大,对流增强,产生的雨滴粒子更多,雨滴碰撞更剧烈,破碎产生小雨滴,合并形成大粒子,

33、影响粒子数占比和降水的贡献率。参考文献:1 钱维宏,艾阳,陈绿文,等.一次广东典型龙舟水暴雨过程的扰动形势分析 J.热带气象学报,2 0 2 0,3 6(4):434-443.【2 张凌云,刘蕾.柳州2 0 2 0 年一次“龙舟水”成因及预报偏差分析 J.气象研究与应用,2 0 2 2,4 3(3):6 7-7 1.93玮,等:柳州2 0 2 2 年“龙舟水”过程一次降水的雨滴谱特征分析周坤论,黄剑钊,1期【3 金祺,袁野,刘慧娟,等.江淮之间夏季雨滴谱特征分析J.气象学报,2 0 1 5,7 3(4):7 7 8-7 8 8.【4 张晓宇,雷勇,王柏林,等.Parsivel与LNM激光雨滴谱

34、仪降水观测的差异 J.气象科技,2 0 1 6,4 4(4):5 4 8-5 5 4.5 周坤论,张哲睿,成振华,等.北海一次强降雨过程的雨滴谱特征分析 J.气象研究与应用,2 0 2 2,4 3(2):1 6-22.6 李侠丽,潘先洁,童应祥,等.两次强降水过程雨滴谱特征及差异 J.气象科技,2 0 1 9,4 7(2):3 2 2-3 2 8.【7 毛志远,黄光瑞,黄彦彬,等.海南省秋季暴雨过程雨滴谱的特征分析 J.海南大学学报(自然科学),2 0 2 0,3 8(1):59-66.【8 蔡钊,刘九夫,廖爱民,等.基于雨滴谱仪的降雨雨滴特征分析 J.水利水电科技进展,2 0 2 1,4 1

35、(5):9 3-9 8.9 Pruppacher H R,Klett J D,Wang P K.Microphysics ofClouds and PrecipitationJ.Aerosol Science and Tech-nology,1980,28(4):381-382.10 Villermaux E,Bossa B.Single-Drop Fragmentation Deter-mines Size Distribution of RaindropsJJ.Nature Physics,2009,5(9):697-702.11 Larsen M L,Kostinski A,Jameso

36、n A R.Further Evidencefor Superterminal Raindrops J.Geophysical ResearchLetters,2015,41(19):6914-6918.12 Tokay A,Short D A.Evidence from Tropical RaindropSpectra of the Origin of Rain from Stratiform Versus Con-vective CloudsJ.Journal of Atmospheric and OceanicTechnology,1996:355-371.13 Battaglia A,

37、Rustemeier E,Tokay A,et al.PARSIVEL SnowObservations:A Critical Assessment J.Journal of Atmo-spheric and Oceanic Technology,2010,27(2):333-344.14 Atlas D,Srivastava R C,Sekhon R S.Doppler Radar Char-acteristics of Precipitation at Vertical IncidenceJ.Re-views of Geophysics,1973,11(1):1-35.15 Friedri

38、ch K,Kalina E A,Masters F J,et al.Drop-Size Dis-tributions in Thunderstorms Measured by Optical Disdrom-eters during VORTEX2JJ.Monthly Weather Review,2013,141(4):1182-1203.16王福增,王秋淞,何山,等.贵州正安夏季雨滴谱特征分析 J.成都信息工程大学学报,2 0 2 0,3 5(6:6 8 9-6 9 6.17 Zheng H P,Zhang Y,Zhang L F,et al.Precipitation Mi-crophy

39、sical Processes in the Inner Rainband of TropicalCyclone Kajiki(2019)over the South China Sea Revealedby Polarimetric RadarJ.Advances In Atmospheric Sci-ences,2021,38(1):65-80.18宫福久,何友江,王吉宏,等.东北冷涡天气系统的雨滴谱特征 J.气象科学,2 0 0 7,2 7(4):3 6 5-3 7 3.Analysis of the raindrop spectrum characteristics of a drag

40、on-boatprecipitation process in Liuzhou city in 2022Zhou Kunlun,Huang Jianzhao,Wang Wei,Lv Shuhang(Guangxi Meteorological Technical Equipment Center,Nanning 530022,China)Abstract:Using the DSG5 precipitation phenomenon instrument(raindrop spectrometer)of Liuzhou NationalStation,the characteristics o

41、f raindrop spectrum were analyzed from 18:00 on June 16 to 11:00 on June 17,2022,and were compared with the data of the automatic rainfall sensor(rain gauge)to explore the characteristics of theraindrop spectrum in different rain intensity ranges.The results show that:(1)The cumulative rainfall obta

42、inedfrom the raindrop spectrometer and the rain gauge has a good consistency with a correlation coefficient of 0.99;There is a strong correlation between precipitation and the particle number per minute with a correlationcoefficient of O.82;The amount of precipitation not only depends on the number

43、of raindrop particles,but alsodepends on the diameter of raindrop particles;The main part of this precipitation is dominated by the raindropparticles less than 3mm in size;The main contribution of precipitation is dominated byl4mm raindrop particles.(2)With the increase of rain intensity,the number

44、density of raindrop particles gradually increases,and thesmall raindrops are more likely to merge into large raindrops,and the collision between raindrop particles is moreintense,resulting in more small raindrop particles or merging into more large raindrops;(3)Regardless of the rainintensity,the pr

45、oportion of particles decreases with the increase of the particle size,and the proportion of smallraindrops is always the highest;With the increase of rainfall intensity,the proportion of precipitation contributionof small raindrops(D2 mm)decreases,and the proportion of precipitation contribution of large raindrops(D2mm)increases,which further indicates that the convection increases with increasing rain intensity.Key words:Liuzhou;dragon-boat precipitation;raindrop spectrum;rainfall station;rain intensity

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