一次山地冬季“霰-雪-云-雾”天气的云降水垂直结构和演变特征研究

山地的云雨观测和研究是深入认识地形对云降水影响的基础.本研究利用Ka波段毫米波雷达和微波辐射计,对山地垭口2019年1月15-20日冬季"霰-雪-雾-云"天气的云降水垂直结构和演变特征进行研究,结果表明:在不同水汽和动力条件下,4种天气的云雨类型、垂直结构和演变特征存在显著差异.降雪云层为对流云,云体发展旺盛,回波强且变化大;降霰云层、雾和低云则为层状云,云体浅薄,回波弱且变化小.水汽主要集中在低层2 km以下,但当高原槽过境,水汽可发展至6 km.大气层温度从低到高依次为:霰、雪、低云、雾,雾的温度垂直递减率明显减小.降雪对流云出现前,相对湿度、水汽密度和液态水路径提前3 h反映出了水汽变化,比雷达回波更敏感.降霰时,利于过冷水的维持,使得冰晶与过冷水冻撞形成霰粒子;而降雪时,云内温度较低使得冰晶聚并形成雪花. 4类云层水凝物增长过程的高度存在差异,雪、霰、低云和雾的粒子增长高度分别位于3～6 km, 1.2～2 km, 1.2～2 km和0.4～1 km.含冰量和粒子有效半径从大到小依次为:雪花、霰、低云、雾.