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基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测的北京降雪微物理特征研究
1
作者
罗丽
陈羿辰
+3 位作者
于田甜
陈明轩
仰美霖
肖辉
《大气科学》
2025年第5期1387-1406,共20页
研究降雪微物理特征,对理解冬季降水机制和优化天气模式中的云微物理参数化方案具有重要意义。目前国内针对降雪微物理特征的相关研究仍相对匮乏。为了深入了解北京地区降雪微物理特征,本文基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测数据对北京六...
研究降雪微物理特征,对理解冬季降水机制和优化天气模式中的云微物理参数化方案具有重要意义。目前国内针对降雪微物理特征的相关研究仍相对匮乏。为了深入了解北京地区降雪微物理特征,本文基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测数据对北京六次降雪过程的粒子谱分布(PSD)、下落末速度(V)、密度(ρ)及轴比(AR)等微物理参数及其与等效直径(D)的关系进行了详细分析。结果表明:(1)当中值粒径(D_(0))小于1.5 mm时,雪粒子密度低于已有文献报道值;V(D)关系的系数与密度呈正相关,且下落速度略大于科罗拉多州地区而略小于南京地区的观测结果。(2)采用指数分布和标准化gamma分布拟合了各次降雪过程的5分钟PSD,两种分布所得到的斜率参数(Λ)及数浓度参数(N_(0)与N_(w))随时间变化趋势基本一致,但gamma分布在反演D_(0)、粒子总数浓度(N_(t))和降雪率(SR)方面与2DVD实测结果更接近,误差更小、一致性更高。(3)在N_(w)–D_(0)关系中引入ρ可有效提高二者之间的相关性。(4)本文首次给出了北京地区的雪花轴比特征,平均AR为0.76,当D>2.5 mm时,AR趋近于1,与其他地区观测结果较为一致。(5)当雷达反射率(Z_(e))不变时,SR的增加伴随D_(0)的减小以及N_(w)和ρ的增加;在SR不变时,Z_(e)的增加与D_(0)增大、ρ和N_(w)减小密切相关。与南京地区Z_(e)–SR关系相比,本文得出的关系式(Z_(e)=851 SR^(1.33))在相同Z_(e)下给出更低的SR估计值。上述特征说明,相较于降雨,基于雷达的定量降雪估测具有更大的不确定性。
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关键词
冬季降雪
微物理特征
二
维
视频
粒子
谱
仪
(2
dvd
)
雪花密度
轴比
Z_(e)–SR关系
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职称材料
题名
基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测的北京降雪微物理特征研究
1
作者
罗丽
陈羿辰
于田甜
陈明轩
仰美霖
肖辉
机构
北京城市气象研究院
出处
《大气科学》
2025年第5期1387-1406,共20页
基金
北京市自然科学基金项目8222053
国家自然科学基金项目42005109
+3 种基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金项目IUMKY20243
北京市科协2022~2024年度青年人才托举工程项目
北京市局科技项目BMBKJ202201006
中国气象局智能气象观测技术重点开放实验室2024年度开放研究课题ZNGC2024QN10。
文摘
研究降雪微物理特征,对理解冬季降水机制和优化天气模式中的云微物理参数化方案具有重要意义。目前国内针对降雪微物理特征的相关研究仍相对匮乏。为了深入了解北京地区降雪微物理特征,本文基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测数据对北京六次降雪过程的粒子谱分布(PSD)、下落末速度(V)、密度(ρ)及轴比(AR)等微物理参数及其与等效直径(D)的关系进行了详细分析。结果表明:(1)当中值粒径(D_(0))小于1.5 mm时,雪粒子密度低于已有文献报道值;V(D)关系的系数与密度呈正相关,且下落速度略大于科罗拉多州地区而略小于南京地区的观测结果。(2)采用指数分布和标准化gamma分布拟合了各次降雪过程的5分钟PSD,两种分布所得到的斜率参数(Λ)及数浓度参数(N_(0)与N_(w))随时间变化趋势基本一致,但gamma分布在反演D_(0)、粒子总数浓度(N_(t))和降雪率(SR)方面与2DVD实测结果更接近,误差更小、一致性更高。(3)在N_(w)–D_(0)关系中引入ρ可有效提高二者之间的相关性。(4)本文首次给出了北京地区的雪花轴比特征,平均AR为0.76,当D>2.5 mm时,AR趋近于1,与其他地区观测结果较为一致。(5)当雷达反射率(Z_(e))不变时,SR的增加伴随D_(0)的减小以及N_(w)和ρ的增加;在SR不变时,Z_(e)的增加与D_(0)增大、ρ和N_(w)减小密切相关。与南京地区Z_(e)–SR关系相比,本文得出的关系式(Z_(e)=851 SR^(1.33))在相同Z_(e)下给出更低的SR估计值。上述特征说明,相较于降雨,基于雷达的定量降雪估测具有更大的不确定性。
关键词
冬季降雪
微物理特征
二
维
视频
粒子
谱
仪
(2
dvd
)
雪花密度
轴比
Z_(e)–SR关系
Keywords
Snowfall
Microphysical character
Two-dimensional video disdrometer(
2
dvd
)
Snowfall density
Aspect ratio
Z_(e)–SR relation
分类号
P426.63 [天文地球]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于二维视频粒子谱仪(2DVD)观测的北京降雪微物理特征研究
罗丽
陈羿辰
于田甜
陈明轩
仰美霖
肖辉
《大气科学》
2025
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