对流云总降水量和降水效率估测

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1、第ty卷第u期应用气象学报∂²¯qtyo²quussx年w月ƒ°°∞∞×∞≤≥≤∞≤∞³µ¬¯ussxΞ对流云总降水量和降水效率估测tlululultl陈秋萍曾光平冯宏芳隋平朱炜灵tlk福建省建阳雷达站o建阳vxwusslulk福建省气象科学研究所o福州vxssstlt对流云定量降水估测多元回归分析为使雨量资料和雷达资料在空间上取得较好一致性o设定雷达资料取样原则为}≠考虑到距离衰减作用o在xs∗tss®°内使用相同阈值tx§½k即Ζτ为tx§½lo小于该强度的回波认为是非降水事件~为了使雷达资料在空间上有

2、较好连续性o雷达回波参数值采用x点平均方法∀根据上述原则usst年和ussu年z∗

3、月在福建省建阳雷达站共收集到与地面自记雨量站k气象站和自动雨量站l同步对应的多普勒雷达资料样本uuv个∀多普勒雷达强度产品分辨率为t®°≅t®°∀为使雷达体扫资料与地面降雨观测资料时间上同步o在收集自记雨量资料时必须考虑雨滴从云底落到地面时间∀地面观测经验表明o研究区域z∗

4、月对流云降水时云底高度一般在tsss∗usss°左右o以中等降水强度水滴直径取tqs∗vqs°°o下落速度取wqsv∗{qsy°r¶o则雨滴从云底落到地

5、面时间约为v∗y°¬±o为此对应与雷达观测时间地面雨量资料相应推迟y°¬±k即如雷达观测时间为ts}sso认为观测到的回波参数值代表s

6、}xz∗ts}sv的回波参数值o则对应地面雨量站资料取ts}ss∗ts}syl∀Β对流云降水估测的经典方法是建立雷达回波和降水量Ζ2Ι关系,即ΖΑΙ∀然而,利用该式估测的降水量往往不够理想∀为此,我们建立了如下关系式,即ΙΑnΒιΖι(Ζι为雷达回波参数,Α为常数,Βι为系数l∀本文在建立降水量与新一代天气雷达多种回波参数多元回归方程同时还挑选这些参数的变化值k即前后一个体

7、扫的变化lo因为这些变化值表示云体的变化o它与降水有直接的关系∀运用≤产品有如下y个参数}tqxβ!uqwβ和vqwβ反射率因子!回波高度!回波面积!垂直累积液态含水量以及这些参数的变化量∀由于这些参数与降水量之间不是呈线性相关o因此在逐步回归之前先分析各单因子和降水量之间取不同变换时的相关性o然后再将相关性最好的变换确定为逐步回归时的变换∀经过逐步回归取得降水量kΙl与各因子的多元回归方程为}tru¯ªtsΙpsqv{vnsqstyΞtnsqssyΞupsqsuwΞvnsqsutΞwnsqswvΞxptr

8、utrvsqtutΞynsquzyΞznsqsvzΞ{ktl式ktl中oΞt!Ξv!Ξw分别是扫描仰角为tqxβ!uqwβ和vqwβ时的反射率因子k单位}§½l~Ξu和Ξx分别为Ξt和Ξw的变化量k单位}§½l~Ξy为回波高度k单位}®°l~Ξz为垂直Ξ本研究获得科技部usstytst2st!sx专题和福建省科技厅自然基金项目swtssux及福建省科技厅重大项目ussssuw共同资助∀ussw2sx2uz收到oussw2tt2sw收到再改稿∀u期陈秋萍等}对流云总降水量和降水效率估测uytuu累积液态含水量

9、k单位}®ªr°l~Ξ{为∴vs§½回波面积k单位}®°l∀复相关系数ρ复s.y

10、yx(Αsqsstl∀将式ktl和传统的Ζ2Ι关系相比较o可以看出本文建立的多元回归方程不仅包含中低层云体反射率因子o还包含它们的变化值~此外从式ktl还可以看出垂直累积液态含水量和回波面积对降水量有一定影响o而且垂直累积液态含水量这一因子的系数在众多因子中最大o表明该因子对降水影响最大∀u对流云总降水量的估算利用式ktl得出对流云降水量与≤各参数的多元回归方程o估测对流云不同发展阶段降水量和对流云整个生命史的总降水量∀ktl

11、单体对流云}ussv年{月w日tv}ssk北京时o下同l在测站ustβ!yx®°处新生一u块对流云单体o尺度v®°o强度x§½o高度不到x®°o云底uqx®°o向偏西方向移动∀uutv}sz强度增强为vs§½o面积增大为{®°ovs§½强度回波面积约v®°o高度发展到xqy®°o云底也向下伸到u®°以下∀此后云体继续向上向下发展o强度增强o尺度增大otv}tv回波及地otv}t

12、云体强度达xsu§½ovs§½强回波面积约vs®°o是tv}sz的ts倍o此时回波高为zqs®°oxs§½最强区处于vqw®°高度

13、附近o最大∂值为u{zqx®ªr°o整块云体液态水总量为uq{≅ts®ªo及地时间约t{°¬±ktv}tv∗tv}vtl∀tv}vz后回波明显减弱o云底上抬o∂也降为uuqx®ªr°o整块云体的液态水总量为tqu{图t单体对流云移动路线图≅ts®ª∀tv}xy已基本消亡o生命史xs多k≠≈… 分别是单体初生!及地!发展成熟!分钟∀图t是单体移动路线图∀单体于减弱!消亡阶段o对应时间分别是tv}ss!tv}tv∗t