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C-FMCW雷达对江淮降水云零度层亮带探测研究

金龙 阮征 葛润生 吴林林 戴秀勇

金龙, 阮征, 葛润生, 等. C-FMCW雷达对江淮降水云零度层亮带探测研究. 应用气象学报, 2016, 27(3): 312-322. DOI: 10.11898/1001-7313.20160306..
引用本文: 金龙, 阮征, 葛润生, 等. C-FMCW雷达对江淮降水云零度层亮带探测研究. 应用气象学报, 2016, 27(3): 312-322. DOI: 10.11898/1001-7313.20160306.
Jin Long, Ruan Zheng, Ge Runsheng, et al. Bright band analysis in Yangtze-Huaihe Region of Anhui using data detection from C-FMCW radar. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(3): 312-322. DOI:  10.11898/1001-7313.20160306.
Citation: Jin Long, Ruan Zheng, Ge Runsheng, et al. Bright band analysis in Yangtze-Huaihe Region of Anhui using data detection from C-FMCW radar. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(3): 312-322. DOI:  10.11898/1001-7313.20160306.

C-FMCW雷达对江淮降水云零度层亮带探测研究

DOI: 10.11898/1001-7313.20160306
资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201306040

国家自然科学基金项目 41475029

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201306004

详细信息
    通信作者:

    阮征, email: ruanz@camscma.cn

Bright Band Analysis in Yangtze-Huaihe Region of Anhui Using Data Detection from C-FMCW Radar

  • 摘要: 不同于体扫雷达探测降水系统,垂直指向雷达可探测降水云中粒子垂直演变的微物理过程。C波段调频连续波垂直指向雷达 (C-FMCW) 采用收发分置天线,数据垂直分辨率达15~30 m,时间分辨率达2~3 s,利用其2013年6—8月在安徽定远探测数据对降水云垂直结构特征及亮带中融化微物理过程进行研究。6次降水过程共计46 h中的39.1%数据具有清晰的亮带结构特征,期间降水占地面总降水量的15%;江淮雨季层状云、对流云和混合性降水系统中均出现零度层亮带,层状云中亮带长时间维持,对流降水系统移出后减弱阶段的亮带结构稳定,混合降水系统中的对流扰动加强冲破了亮带结构。以融化层中最大回波强度Zp所在高度进行融化层的粒子碰并增长和破碎减弱分层分析,上半层融化过程主要表现为碰并增长,下半层则是粒子破碎减弱。剔除了介电常数、下降速度引起的粒子浓度改变影响后,层状云和对流降水后期的回波强度加强表明融化增长程度接近,后者略强,混合降水云的融化增长最强。
  • 图  1  2013年6月22日20:30—21:30 C-FMCW雷达探测层状降水云演变时序图

    Fig. 1  C-FMCW radar detect stratiform cloud revolution sequence diagram from 2030 UTC to 2130 UTC on 22 Jun 2013

    图  2  2013年8月24日C-FMCW雷达探测对流降水云演变时序图

    Fig. 2  Convective cloud revolution sequence detected by C-FMCW radar on 24 Aug 2013

    图  3  2013年7月4日20:30—21:30 C-FMCW雷达探测对流降水云演变时序图

    Fig. 3  Convective cloud revolution sequence detected C-FMCW radarfrom 2030 UTC to 2130 UTC on 4 Jul 2013

    图  4  2013年7月4日21:38—21:54零度层亮带识别结果及融化过程参数

    (a) 回波强度,(b) 径向速度, (c)G1G2,(d)G, (c)Zp

    Fig. 4  Bright band identification results and melting process parameters from 2138 UTC to 2154 UTC on 4 Jul 2013

    (a) reflectivity, (b) velocity, (c)G1 and G2, (d)G, (e) Zp

    图  5  3类降水云的亮带整层及分层参数

    (a) 亮带Ⅰ区,(b) 亮带Ⅱ区, (c) 整层

    Fig. 5  Melting parameters in the different areas of bright band

    (a)Ⅰ area, (b)Ⅱ area, (c) all areas

    表  1  3类降水云的亮带与地面降水

    Table  1  Bright-band and rain count in 3 precipitation types

    降水云
    类型
    降水
    过程
    降水时
    长/h
    亮带时间
    比例/%
    过程降水
    量/mm
    亮带
    比例/%
    过程降水强度
    /(mm·h-1)
    亮带期间降水强度
    /(mm·h-1)
    SC 06-22 10.17 30 4.7 38 0.46 0.59
    CCD 07-21 2.38 11 37.1 0.5 14.18 0.64
    CCD 08-24 9.05 78 115.6 4 12.77 0.66
    MC 06-24 13.13 42 89.0 16 6.78 2.58
    MC 07-04 6.36 58 49.3 50 7.43 6.68
    MC 07-21 13.33 15 43.4 13 3.23 2.83
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    表  2  亮带结构参数统计特征

    Table  2  The statistical characteristic of them bright bind structure

    降水过程 降水类型 ΔH/m Ⅰ区/m Ⅱ区/m Zp/dBZ ΔV/(m·s-1)
    平均 δ 平均 δ 平均 δ
    06-22 SC 640 85 310 50 330 65 26.90 3.45
    07-21 CCD 630 80 260 55 370 50 24.45 4.72
    08-24 CCD 720 95 320 65 400 60 29.56 4.70
    06-24 MC 770 140 360 100 410 80 36.61 4.95
    07-04 MC 720 120 340 110 380 110 32.31 4.65
    07-22 MC 740 130 350 115 390 105 31.00 4.75
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    表  3  3类降水云G1, G2G的平均值

    Table  3  The average and the distribution proportion of G1, G2and G of three kind precipitation cloud

    日期 降水云类型 G1/dB G2/dB G/dB ΔZ/dB
    06-22 SC 6.05 -5.88 0.17 1.77
    07-21 CCD 5.75 -4.99 0.76 1.3
    08-24 CCD 6.16 -5.15 1.01 2.01
    06-24 MC 7.87 -4.28 3.59 4.87
    07-04 MC 7.86 -5.56 2.29 3.72
    07-22 MC 6.35 -4.39 1.96 3.21
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-25
  • 修回日期:  2016-01-07
  • 刊出日期:  2016-05-31

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