【摘 要】
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青藏高原东南部的雅鲁藏布大峡谷是青藏高原水汽输送的关键区域,布设于墨脱国家气候观象台的Ka波段毫米波雷达(KaCR)为研究雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口地区的云降水特征提供了长期连续的观测资料。基于2019年墨脱KaCR的一整年观测资料,首先通过与风云4A(FY-4A)卫星在同一地点的观测结果进行比较,验证了KaCR测量的云顶高度,评估了降水对该云雷达探测云顶高度的影响。在此基础上,统计分析了水汽通道
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青藏高原东南部的雅鲁藏布大峡谷是青藏高原水汽输送的关键区域,布设于墨脱国家气候观象台的Ka波段毫米波雷达(KaCR)为研究雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口地区的云降水特征提供了长期连续的观测资料。基于2019年墨脱KaCR的一整年观测资料,首先通过与风云4A(FY-4A)卫星在同一地点的观测结果进行比较,验证了KaCR测量的云顶高度,评估了降水对该云雷达探测云顶高度的影响。在此基础上,统计分析了水汽通道入口墨脱地区云降水的发生率、云顶、云底高度、云层厚度等宏观物理性质。最后,将墨脱地区夏季的云垂直结构与青藏高原中部那曲地区夏季的云垂直结构进行了对比分析。具体的研究内容和主要结论如下:(1)与FY-4A相比,KaCR略微高估了非降水云、低估了降水云的云顶高度,但总体来说两种手段观测的云顶高度基本一致。在2019年观测期间,KaCR观测到的云顶高度平均值为6.00 km(距地面高度,下同),而FY-4A探测到的平均云顶高度为6.02 km。在雨季和旱季,两种探测手段的平均偏差分别为-0.39km和0.53 km。KaCR和FY-4A观测的云顶高度之间的偏差随着降水率的增加而增大,在降水率R>8 mm/h的情况下,KaCR对云顶高度低估的平均值达到2km。(2)对墨脱地区云降水的宏观物理特征进行统计分析,结果表明:(a)墨脱地区的云出现得比较频繁,年平均发生频率为65.3%,以单层云为主,单层云的占比为80%以上。发生频率有明显的日变化周期,夜间云发生率较高,白天逐渐消散。(b)墨脱地区的云底高度偏低,观测到两个云底高度分布峰值,分别位于0-1 km和2-3 km处,分别对应于降水云和非降水云的峰值。云顶高度在6-7km处存在峰值,主要为降水云所造成。此外,2019年观测期间,墨脱地区的中低云所占的比例很高。(c)云层厚度存在2个高值区,分别为0-2 km和5-7 km,这两个峰值分别对应于非降水云和降水云厚度的峰值。在非降水云中,厚度小于1 km的浅薄云出现频率很高。雨季和旱季平均云层厚度分别为4-5 km和4 km,日变化趋势相似,全天云厚度的低值区出现在午后,日变化幅度约1 km。(3)为了加深对藏东南雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口的墨脱地区气候和云特征的认识,本文利用那曲Ka毫米波雷达于2014年夏季7-8月的观测数据,与墨脱地区夏季的雷达回波日变化特征和云降水特征进行了对比,并分析了这两个地区云降水特征的差异,研究发现:(a)墨脱和那曲地区夏季的平均回波特征都具有较明显的日循环,墨脱地区回波具有连续且明显的零度层亮带,高度为4 km左右,而那曲的零度层亮带不明显,高度约为1 km左右。墨脱地区降水的日变化相对均匀,对流活动主要出现在夜间至凌晨;那曲地区强回波主要发生在午后,对流过程比墨脱更频繁。(b)墨脱和那曲地区夏季总云发生率均存在明显的日变化,凌晨至正午都呈下降趋势,那曲的最低值出现在正午12时(北京时,下同),而墨脱从正午至傍晚19时均保持低值,入夜后迅速增大,最高值(70%)出现在夜间。墨脱地区凌晨至中午的降水云发生率明显高于那曲。(c)在墨脱地区夏季云中,降水云所占比例显著高于那曲;而那曲地区高云的比例明显高于墨脱;墨脱地区的云顶和云底高度为单一峰值,而那曲则都出现双峰特征。墨脱地区非降水云的云底高度峰值位于1-2 km,而那曲地区则高于墨脱,位于2-3 km。
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