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台风所:首次完整呈现台风内核区降水的雨滴谱特征

  • 发布日期: 2021-02-05
  • 降雨发生时的降水率(雨强)大小不仅跟雨滴大小有关,还跟雨滴浓度紧密相关一般而言,自然界中小雨滴(直径小)浓度远高于大雨滴浓度,但小雨滴粒子直径过小,尽管其浓度很高,但它们对雨强的贡献却很小。这正如1000粒芝麻无论体积还是重量都不如一个西瓜大一样道理。这也是为何在日常生活中,当从空中降落的雨滴大而稀疏时,地面监测到的降水率却不是很大台风是严重影响我国沿海发达经济区的一种灾害性天气系统,其所到之处,到底哪里容易出现强降水?哪里降水相对较小?这对于受其影响区域的防灾减灾、趋利避害至关重要。

    台风各雨带(眼墙、内外雨带)由里到外对应不同的热动力学和运动学特征,与之对应的云结构和降水微物理特征也会有所不同。但是,由于台风内核区(特别是眼墙区)的强风强雨特征,严重制约了台风内核区的雨滴谱(Raindrop Size  Distribution)特征观测,至今所获观测资料非常稀缺,进而严重影响台风降水微物理特征的全面认识和深入理解

    中国气象局上海台风研究所鲍旭炜研究员和复旦大学大气与海洋科学系吴立广教授等,利用浙江温州和台州境内的17Thies 雨滴谱仪获取的台风"利奇马"的降水雨滴谱数据,首次完整呈现并对比了台风内核眼墙区与外部螺旋雨带中的雨滴谱特征。最新研究显示,在"利奇马"台风眼墙降水中普遍存在大雨滴样本,导致台风眼墙降水的雨滴平均直径远大于螺旋雨带的平均值,该结果完全不同于以往大家熟知的台风气候态分析结果(即台风降水中大雨滴样本稀少,雨滴平均值远小于其他天气系统)这是因为越靠近台风中心(随半径减小),垂直上升运动越强,强的上升运动可阻碍小雨滴下落到地面,而这些悬浮于空中的小雨滴也易被其他较大雨滴收集合并,从而增加降落到地面的大雨滴数量,同时也减少地面小雨滴数量这也表明距离台风中心不同降水区内(眼墙、内外螺旋雨带区)的雨滴谱分布可能完全不同,先前台风气候态分析结果可能会抹平或忽略各降水区内独有的雨滴谱特征

    还首次发现,尽管靠近"利奇马"台风眼壁的平均雨滴直径较大,但因为雨滴浓度太低,很难产生较大的雨强在台风"利奇马"降雨中,>50 mm h-1强降水率更易发生在内雨带的上风区(距离台风中心1.5倍到2.5倍最大风速半径位置),因为那里有更易产生强降水率的匹配雨滴直径和相应的雨滴浓度

    另外,先前由于缺少台风眼墙内雨滴谱观测,导致至今无法获得更适用于台风眼墙降雨的形状-坡度(μ-Λ)关系(用于偏振雷达反演)。相应地,本研究也获取了在先前台风气候态雨滴谱研究中从未发现过的利奇马台风眼墙内的μ-Λ关系,这也预示着未来眼墙降水的偏振雷达反演需要这一特定的眼墙区μ-Λ关系

    相应的文章信息:

    Bao, X., Wu, L., Zhang, S.,  Yuan, H., & Wang, H. (2020). A comparison of convective raindrop size  distributions in the eyewall and spiral rainbands of Typhoon Lekima (2019).  Geophysical Research  Letters,  47, e2020GL090729.

    https://doi.org/10.1029/2020GL090729



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