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2021年郑州“7·20”极端暴雨雨滴谱特征及其对雷达定量降水估测的影响

张哲  戚友存  李东欢  赵占锋  崔丽曼  苏爱芳  王新敏  
【摘要】:利用雨滴谱仪观测的雨滴谱数据,分析了2021年7月20日郑州极端暴雨的雨滴谱特征,并结合双偏振雷达观测,分析了不同定量降水估测(QPE)方法在此次极端暴雨过程中的性能。结果表明,在此次极端暴雨过程的最强降水时段,雨滴谱表现为很高的粒子数浓度和很大的粒子平均直径;而整个降水过程雨滴谱的截距参数与我国其它地区雨滴谱特征差异不明显,但质量加权平均直径大于其他地区的雨滴谱;在降水最强的2021年7月20日08:00~09:00(协调世界时,下同)前后,雨滴谱的特征发生了显著变化,首先是质量加权平均直径迅速增长,随后粒子数浓度也陡增,从而导致降水率的迅速增强。使用郑州双偏振雷达数据,基于各种QPE方法和参数计算得到了08:00~09:00的雷达反演降水量,并与雨量计观测结果比较。结果表明对于基于反射率的QPE关系(R(Z_H)),如果不提高或者去除反射率上限进行QPE,会导致降水严重低估,且该方法对参数的准确性较为依赖;基于差传播相移率的QPE关系(R(K_(dp)))对雨滴谱差异性敏感度相对较低,其性能主要依赖于差传播相移率的准确性;最优的R(K_(dp))关系反演效果比R(Z_H)更好,能达到实际降水量的70%以上。

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