青藏高原东南部墨脱地区弱降水微物理特征的Ka波段云雷达观测研究

藏东南地区的墨脱县位于雅鲁藏布江下游的河谷区域,是印度洋水汽进入高原的最主要水汽通道.墨脱作为西藏年平均降水量最多的地区,是青藏高原云降水系统的重要组成部分.本文以2020年墨脱地区的Ka波段云雷达观测数据为基础,首先对云雷达功率谱数据进行预处理,并采用降水现象仪对云雷达观测进行验证.在此基础上,选取了 2020年3月6日和8月24日具有层状云降水特性的两次弱降水过程,利用云雷达功率谱数据反演了雨滴谱,探究墨脱地区旱季和雨季弱降水的微物理特征.结果表明:云雷达观测与降水现象仪雨滴谱数据计算的Ka波段云雷达回波强度理论值存在大约12 dB的系统误差,订正之后二者随时间变化一致性较好,云雷达反演的近地面雨滴谱特征与降水现象仪观测接近.墨脱地区零度层高度随季节变化明显,旱季零度层高度较低(例如地面上1.5 km左右),而雨季零度层高度较高(例如地面上4 km左右).墨脱层状云雨滴谱的宽度较窄,降水粒子直径不超过3 mm.在零度层以上,根据谱偏度和峰度的垂直变化可以推测冰晶粒子直径随高度下降缓慢增长,但旱季冰晶粒子增长比雨季更为明显.经过零度层后,冰晶粒子转化为雨滴,雨滴在下落过程中由于碰并及蒸发作用造成浓度减小,直径越小的粒子浓度减小越快.在近地面,由于蒸发作用的加强导致随高度降低雨滴浓度明显减小.