張晉廣 趙姝慧 劉旸 孫麗 單楠 張鐵凝 張夢(mèng)佳

(遼寧省人工影響天氣辦公室，遼寧 沈陽(yáng) 110166)

引言

東北冷渦是東亞中高緯度地區(qū)重要的天氣系統(tǒng)，在500 hPa天氣圖上，37°—50°N、110°—130°E區(qū)域內(nèi)，有一條(含)以上閉合等高線，并且有冷中心和明顯的冷槽配合，維持時(shí)間3 d(含)以上的冷性旋渦[1]。東北冷渦移動(dòng)緩慢，可以不斷再生發(fā)展，一般可維持4—5 d，最多可達(dá)十余天，是造成下半年中國(guó)東北地區(qū)強(qiáng)降水的主要天氣系統(tǒng)，也是東北夏季降水較難預(yù)測(cè)的主要原因之一[2]。東北冷渦常常帶來(lái)暴雨、冰雹、短時(shí)大風(fēng)和低溫天氣，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成一定危害。因此對(duì)東北冷渦云降水的云宏微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析和研究具有重要的意義。

東北冷渦引發(fā)的天氣過(guò)程比較復(fù)雜，不僅各個(gè)冷渦過(guò)程所表現(xiàn)出的天氣現(xiàn)象有很大差異，在一次冷渦系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程的各個(gè)階段也有相當(dāng)大的差別[3-4]。以45°N線為X軸,125°E線為Y軸將研究區(qū)劃分為4個(gè)象限時(shí)，夏季東北冷渦生成位置以第2象限(西北部)最多，第4象限(東南部)最少，冷渦以向東移動(dòng)為主[5]。冷渦發(fā)展和成熟階段是降水的主要階段，發(fā)展階段暴雨中心多出現(xiàn)在垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)、低層輻合抬升強(qiáng)的位置；在冷渦的成熟階段，中尺度對(duì)流不穩(wěn)定條件較好的區(qū)域，往往處于暴雨中心[6]。現(xiàn)有針對(duì)東北冷渦的研究側(cè)重于大尺度環(huán)流和動(dòng)力學(xué)方面。東北冷渦內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征及發(fā)生、發(fā)展演變機(jī)理已有較多研究，宮福久等[1]研究發(fā)現(xiàn)，在東北冷渦影響下，遼寧降水的云系主要是層狀云、層積混合云、積云和積雨云，其影響時(shí)間和對(duì)降水量的貢獻(xiàn)也都不同。齊彥斌等[7]利用飛機(jī)對(duì)一次中等強(qiáng)度的東北冷渦對(duì)流云帶進(jìn)行了垂直穿云觀測(cè)，并對(duì)降水機(jī)制進(jìn)行了初步探討。東北冷渦系統(tǒng)不穩(wěn)定、空域申請(qǐng)受限、價(jià)格昂貴等因素極大的限制了飛機(jī)的探測(cè)能力。隨著地基探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，毫米波云雷達(dá)和微雨雷達(dá)在云降水垂直結(jié)構(gòu)的觀測(cè)方面取得了許多有益的成果。云雷達(dá)可以對(duì)云底高度、云頂高度、云厚等云宏觀參量進(jìn)行有效觀測(cè)[8]，此外多普勒速度可以識(shí)別混合云中的融化層，初步確定粒子相態(tài)、大小以及是否存在雪晶或雨滴[9]。利用云雷達(dá)功率譜數(shù)據(jù)反演得到的反射率因子、速度譜寬等可以較好的區(qū)分凍雨和降雪過(guò)程[10]。云雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)降雪垂直結(jié)構(gòu)的精細(xì)化觀測(cè)[11]。云雷達(dá)多普勒頻譜可以識(shí)別和量化降雪過(guò)程中云內(nèi)的過(guò)冷水滴和冰雪晶粒子，并通過(guò)各種參數(shù)初步判斷云中粒子演變過(guò)程，有助于更好理解降雪的微物理演變過(guò)程[12]。云雷達(dá)配合機(jī)載探測(cè)、雨滴譜儀等可以獲得積層混合云微物理結(jié)構(gòu)[13]。利用微雨雷達(dá)分析層狀云降水中的亮帶特征有助于理解降水粒子形成的微物理過(guò)程[14]。微雨雷達(dá)可以獲得垂直方向上的雨滴譜，有助于揭示不同類別地形云的發(fā)生發(fā)展規(guī)律和降水形成發(fā)展機(jī)理[15]。綜上所述，利用毫米波云雷和微雨雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)東北冷渦的垂直結(jié)構(gòu)精細(xì)化觀測(cè)，有助于掌握云降水的微物理特征，為改進(jìn)模式微物理參數(shù)化方案提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)一步理解東北冷渦云降水機(jī)制，以期提高東北冷渦天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警能力。

利用布設(shè)在阜蒙縣國(guó)家站(121.7458°E,42.0672°N)的云雷達(dá)(8 mm)和微雨雷達(dá)(12.5 mm)對(duì)一次東北冷渦云降水過(guò)程進(jìn)行了連續(xù)觀測(cè)。首先利用云雷達(dá)反射率、雨滴譜儀測(cè)量的降水強(qiáng)度和風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星紅外云圖對(duì)東北冷渦云降水的宏觀特征和發(fā)展演變特征進(jìn)行分析，提取典型云降水時(shí)段；然后利用云雷達(dá)反射率(Z)、退極化比(LDR)、徑向速度(VR)、速度譜寬(SW)和微雨雷達(dá)反射率(Z)、粒子下落末速度(V)、雨滴數(shù)濃度(dBN0)、質(zhì)量加權(quán)平均粒徑(Dm)對(duì)比了不同降水性質(zhì)云物理特征差異，并討論了云降水機(jī)制。

1 資料與方法

研究主要使用HMB-KPS型毫米波云雷達(dá)和MRR-2微雨雷達(dá)資料，雨強(qiáng)數(shù)據(jù)來(lái)自于DSG5型降水現(xiàn)象儀獲取的雨滴譜觀測(cè)數(shù)據(jù)。兩部雷達(dá)均以垂直對(duì)空方式進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，其性能指標(biāo)見(jiàn)表1。云雷達(dá)垂直方向可探測(cè)0—20 km的資料，時(shí)間分辨率為1 min。微雨雷達(dá)平均多普勒頻譜共有31個(gè)距離庫(kù)，可提供從地面100—3100 m的探測(cè)資料，垂直分辨率為100 m，時(shí)間分辨率為1 min。最底層(100 m)受到近地表的影響嚴(yán)重，已被排除在分析之外。同時(shí)由于信號(hào)噪聲，最高層(3100 m)也被排除在外。

表1 雷達(dá)主要性能指標(biāo)Table 1 Major performance indicators of radars used in this study

云雷達(dá)的Z、LDR、VR、SW和微雨雷達(dá)的Z和V由儀器直接給出，而雨滴總數(shù)濃度(dBN0)和質(zhì)量加權(quán)平均直徑Dm是通過(guò)微雨雷達(dá)數(shù)據(jù)中的雨滴數(shù)濃度計(jì)算得到，具體計(jì)算方式如下：

(1)

(2)

式(1)—式(2)中，Dmax和Dmin代表雨滴大小的上限和下限，MRR-2的范圍為0.246—5.030 mm。Dm可以通過(guò)微雨雷達(dá)實(shí)測(cè)DSD的四階矩與三階矩之比計(jì)算得出[16]，與傳統(tǒng)雷達(dá)氣象學(xué)中使用的體積中的直徑在物理上具有相同的意義；dBN0是雨滴總數(shù)濃度的對(duì)數(shù)形式。

將云雷達(dá)四個(gè)參數(shù)(Z、LDR、VR、SW)和微雨雷達(dá)四個(gè)參數(shù)(Z、V、dBN0、Dm)在不同高度上求均值及方差得到對(duì)應(yīng)的垂直廓線分布。

層云—對(duì)流降水分類主要使用地面雨滴譜資料，具體的分類方法是：對(duì)于雨滴譜儀連續(xù)10 min以上的時(shí)間段內(nèi)，降水率均大于0.5 mm/h，且該時(shí)間段內(nèi)，降水強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.5 mm/h，則識(shí)別為層狀云降水；降水強(qiáng)度大于5 mm/h且降水強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差大于1.5 mm/h，則識(shí)別為對(duì)流性降水；其他樣本識(shí)別為混合性降水[17]。

2 結(jié)果分析

2.1 天氣形勢(shì)概況

2020年8月12—13日500 hPa蒙古中部及河套地區(qū)存在一個(gè)較深的低槽，副熱帶高壓西伸北抬和鄂霍茨克海高壓脊形成明顯阻塞形勢(shì)(圖略)。副熱帶高壓西側(cè)偏南急流建立，有利于水汽和能量向遼寧輸送。低槽東移加深逐漸形成東北冷渦，副熱帶高壓中心強(qiáng)度減弱，北界向東南方向回落。冷渦位置少動(dòng)，強(qiáng)度增強(qiáng)，后側(cè)冷空氣向南輸送。850 hPa低渦中心東移北上，切變線前側(cè)存在低空西南急流，為降水提供水汽和熱力條件。地面蒙古氣旋加深，形成上層干冷下層暖濕的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，冷暖空氣在遼寧省長(zhǎng)時(shí)間交匯。受東北冷渦影響，遼寧全省出現(xiàn)明顯降水過(guò)程。

2.2 云降水的宏觀特征

2020年8月12日14時(shí)，高空槽伴隨低空切變線東移，遼寧省阜蒙縣上空開(kāi)始有云移入。由圖1a和圖1b可知，整個(gè)過(guò)程回波頂高起伏較大，反射率因子范圍為-10～30 dBz，以單層云為主，偶有多層云出現(xiàn)(如13日00—03時(shí))。強(qiáng)回波區(qū)絲縷狀結(jié)構(gòu)明顯，說(shuō)明云水平方向上發(fā)展不均勻。由圖2a可知，12日16時(shí)觀測(cè)站上空受逗點(diǎn)云系東側(cè)的分散對(duì)流云團(tuán)影響，產(chǎn)生了比較明顯的對(duì)流性降水，最大雨強(qiáng)接近60 mm/h(圖1c)。云雷達(dá)回波接地，受強(qiáng)降水導(dǎo)致的信號(hào)衰減影響，雷達(dá)在垂直方向上的探測(cè)能力受限，4 km以上幾乎沒(méi)有探測(cè)數(shù)據(jù)。12日17—21時(shí)，雷達(dá)回波底高幾乎均為3 km以上，回波強(qiáng)度為15—25 dBz，僅在18時(shí)附近雷達(dá)回波接地，降水強(qiáng)度小于0.1 mm/h。由圖2b可知，隨著云系東移，觀測(cè)站位于逗點(diǎn)云系尾部云帶主體的前部，衛(wèi)星云圖為較均勻的中低云區(qū)。12日21時(shí)至13日02時(shí)，雷達(dá)回波連續(xù)接地，4.5 km高度至地面是強(qiáng)度大值區(qū)，回波強(qiáng)度為20—30 dBz，雨強(qiáng)為0.1—1.0 mm/h。隨著降水的持續(xù)，雷達(dá)回波頂高有明顯的下降(從10 km下降至6 km)，雷達(dá)回波強(qiáng)度也有所減弱。其中在12日21時(shí)至13日00時(shí)，雷達(dá)回波頂高從10 km下降至8 km左右，4.5 km高度附近存在一個(gè)明顯的亮帶，該時(shí)段為典型的層狀云降水。隨著云系繼續(xù)向東移動(dòng)，13日03—08時(shí)觀測(cè)站位于逗點(diǎn)云系尾部云帶的中后部，圖2c表明05時(shí)觀測(cè)站與逗點(diǎn)云系后邊界距離約6.5個(gè)緯距。雷達(dá)回波同樣呈現(xiàn)出明顯的亮帶特征，但這一階段垂直方向上發(fā)展旺盛，回波頂高基本維持在10 km以上，回波強(qiáng)度也更大。06時(shí)后雷達(dá)回波特征有了一些變化，表現(xiàn)為3 km以下兩部雷達(dá)強(qiáng)回波區(qū)(強(qiáng)度大于35 dBz)范圍更大，且大值區(qū)質(zhì)心在近地面。從降水強(qiáng)度來(lái)看，03—06時(shí)降水強(qiáng)度均值為0.36 mm/h，最大值為6.6 mm/h；而06—08時(shí)降水強(qiáng)度均值為3.1 mm/h，最大值為25.9 mm/h。因此，06時(shí)以前應(yīng)該是以層狀云降水為主，06時(shí)以后是層積混合云降水。由圖2e可知，13日09—11時(shí)，一塊新的對(duì)流云團(tuán)移入，雷達(dá)回波大于40 dBz的范圍明顯增大，降水強(qiáng)度最大可達(dá)109.8 mm/h，呈現(xiàn)出明顯的對(duì)流性降水特征，隨著降水強(qiáng)度的增大，10時(shí)以后雷達(dá)信號(hào)產(chǎn)生了明顯的衰減，僅能探測(cè)到4 km以下的范圍。

黑色虛線表示四個(gè)典型的降水階段圖1 2020年8月12—13日阜蒙縣云雷達(dá)回波強(qiáng)度(a)、微雨雷達(dá)回波強(qiáng)度(b)和雨滴譜儀測(cè)量的降水強(qiáng)度(c)Fig.1 Variations of echo intensity measured from cloud radar (a) and micro rain radar (b)，and precipitation intensity measured by raindrop spectrometer (c) on August 12-13，2020 in Fumeng County

圖2 2020年8月12日16時(shí)(a)、22時(shí)(b)、13日05時(shí)(c)、07時(shí)(d)和10時(shí)(e)FY-2衛(wèi)星紅外云圖Fig.2 FY-2 satellite infrared cloud image at 16:00 (a),22:00 (b) on August 12，at 05:00 (c),07:00 (d)，and 10:00 (e) on August 13，2020

忽略云雷達(dá)反射率衰減嚴(yán)重的時(shí)段，2020年8月12日17時(shí)—13日10時(shí)期間，有4個(gè)比較典型的降水時(shí)段，見(jiàn)圖1黑色虛線所示，具體起止時(shí)間及降水性質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 2020年8月12—13日典型降水階段Table 2 Information of typical precipitation stages on August 12-13,2020

2.3 云垂直結(jié)構(gòu)特征

2.3.1 層狀云降水

2020年8月12日層狀云降水階段A云雷達(dá)各參數(shù)的垂直分布見(jiàn)圖3。從8—5 km高度，雷達(dá)反射率從-7 dBz增長(zhǎng)到13 dBz，徑向速度在1 m·s-1左右，說(shuō)明在這個(gè)高度區(qū)間，云內(nèi)主要是冰晶粒子，且淞附過(guò)程不強(qiáng)。冰晶粒子的一些形狀信息可以從LDR觀測(cè)得到。特別是，冰晶的融化會(huì)導(dǎo)致LDR的迅速升高[15]。4.7 km以下LDR迅速增大，峰值可達(dá)到-18.7 dB，說(shuō)明此處是融化層，冰相粒子融化形成外包水膜，粒子相態(tài)開(kāi)始發(fā)生轉(zhuǎn)變，介電常數(shù)發(fā)生了明顯的變化。從黑色實(shí)線為各高度微雨雷達(dá)參數(shù)的均值，灰色陰影為該高度上各參數(shù)的方差。

黑色實(shí)線為各高度云雷達(dá)參數(shù)的均值，灰色陰影為該高度上各參數(shù)的方差圖3 層狀云降水階段A云雷達(dá)參數(shù)反射率(a)、退偏振比(b)、徑向速度(c)、速度譜寬(d)的垂直廓線Fig.3 Vertical profiles of reflectivity (a),linear depolarization ratio (b),radial velocity (c),and velocity spectrum width (d) measured by cloud radar during the stage A of the stratiform cloud precipitation

從微雨雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果來(lái)看(圖4)，此階段雷達(dá)反射率較弱，為5—20 dBz，且隨著高度的降低而減??；雨滴下落末速度較小，為4—5 m·s-1，隨高度降低沒(méi)有明顯變化。Dm在3—1 km從0.55 mm增大至0.73 mm，雨滴總數(shù)濃度從103個(gè)· m-3下降至102個(gè)·m-3，說(shuō)明出現(xiàn)了碰并效應(yīng)；1 km以下Dm減小至0.69 mm，同時(shí)數(shù)濃度繼續(xù)降低，推測(cè)是由于系統(tǒng)前部下層水汽條件差，雨滴離開(kāi)云底后迅速蒸發(fā)造成的。

由圖5所示，這個(gè)階段的云參數(shù)垂直廓線與階段A相似。在12—5 km反射率從-10.9 dBz增加至16.1 dBz。5—3.5 km高度區(qū)間階段A和B的特征存在一些差異，具體表現(xiàn)為，圖5a中Z的均值廓線在4.41 km處達(dá)到峰值24.9 dBz，形成了明顯的亮帶以后，在下方4.11 km處反射率達(dá)到極小值23.4 dBz。對(duì)比圖4a,Z的廓線在4.6—3.0 km區(qū)間基本維持在20.0—20.3 dBz(圖3a)，說(shuō)明階段B的冰粒子在落入暖層后，融化速度較快，出現(xiàn)了粒子尺度迅速減小的情況，融化引起粒徑減小效應(yīng)超過(guò)聚合和碰并帶來(lái)的粒徑增長(zhǎng)。從微雨雷達(dá)探測(cè)的微物理參數(shù)變化可知(圖6)，雨滴在下落過(guò)程中有蒸發(fā)現(xiàn)象，使其尺度減小。2 km以下，Dm方差變大，說(shuō)明雨滴下落途中的碰并效應(yīng)占主導(dǎo)，導(dǎo)致部分雨滴可以快速長(zhǎng)大，雨滴譜得以拓寬，但總雨滴數(shù)減少。

黑色實(shí)線為各高度微雨雷達(dá)參數(shù)的均值，灰色陰影為該高度上各參數(shù)的方差圖4 微雨雷達(dá)參數(shù)層狀云降水階段A反射率(a)、垂直速度(b)、雨滴數(shù)濃度(c)和質(zhì)量加權(quán)平均直徑(d)垂直廓線Fig.4 Vertical profiles of reflectivity (a),vertical velocity (b),raindrop number concentration (c),and mass-weighted average diameter (d) measured by micro rain radar during the stage A of the stratiform cloud precipitation

圖5 層狀云降水階段B云雷達(dá)參數(shù)反射率(a)、退偏振比(b)、徑向速度(c)和速度譜寬(d)的垂直廓線Fig.5 Vertical profiles of reflectivity (a)，linear depolarization ratio (b)，radial velocity (c)，and velocity spectrum width (d) measured by cloud radar during the stage B of the stratiform cloud precipitation

圖6 微雨雷達(dá)參數(shù)層狀云降水階段B反射率(a)、垂直速度(b)、雨滴數(shù)濃度(c)和質(zhì)量加權(quán)平均直徑(d)垂直廓線Fig.6 Vertical profiles of reflectivity (a)，vertical velocity (b)，raindrop number concentration (c)，and mass-weighted average diameter (d) measured by micro rain radar during the stage B of the stratiform cloud precipitation

2.3.2 層積混合云降水

由圖7所示，隨高度降低，云雷達(dá)反射率廓線逐漸增大，在4.9 km處增加至12.2 dBz，亮帶中心位于4.65 km處，反射率達(dá)到峰值19.7 dBz。LDR在4.7 km高度處達(dá)到極小值-26.7 dB，隨后迅速增加，在4.47 km處達(dá)到極大值-14.4 dBz。在4.65 km高度以下，LDR迅速增大而Z減小，說(shuō)明此處LDR的變化主要是由于冰粒子融化導(dǎo)致介電常數(shù)變化引起的。與層狀云降水不同的是，亮帶以下，反射率隨高度降低繼續(xù)增長(zhǎng)，VR也呈現(xiàn)出緩慢增大的趨勢(shì)，說(shuō)明云粒子尺度在下落過(guò)程中繼續(xù)增大。微雨雷達(dá)也探測(cè)得到了相同的結(jié)果，如圖8所示，雨滴下落途中的碰并效應(yīng)強(qiáng)于層狀云降水階段B(圖6)，雨滴快速長(zhǎng)大，總雨滴數(shù)濃度僅降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明此時(shí)低層水汽條件較好，雨滴離開(kāi)云底后的蒸發(fā)效應(yīng)并不顯著。臨近地面500—100 m處dBN0有個(gè)明顯的增加，對(duì)應(yīng)著Dm減小，說(shuō)明此處大雨滴出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。

圖7 層狀云降水階段C云雷達(dá)參數(shù)反射率(a)、退偏振比(b)、徑向速度(c)和速度譜寬(d)的垂直廓線Fig.7 Vertical profiles of reflectivity (a)，linear depolarization ratio (b)，radial velocity (c)，and velocity spectrum width (d) measured by cloud radar during the stage C of the stratiform cloud precipitation

圖8 微雨雷達(dá)參數(shù)層狀云降水階段C反射率(a)、垂直速度(b)、雨滴數(shù)濃度(c)和質(zhì)量加權(quán)平均直徑(d)垂直廓線Fig.8 Vertical profiles of reflectivity (a),vertical velocity (b),raindrop number concentration (c),and mass-weighted average diameter (d) measured by micro rain radar during the stage C of the stratiform cloud precipitation

2.3.3 對(duì)流云降水特征

對(duì)流云降水特征見(jiàn)圖9和圖10，6 km以上反射率增長(zhǎng)緩慢，在6 km處反射率為2.7 dBz，6 km以下反射率增長(zhǎng)速度變快，在4.65 km處達(dá)到極大值19.3 dBz。5—4.5 km，LDR從極小值-24.5 dB迅速增大到極大值-17.6 dB，說(shuō)明進(jìn)入了融化層；VR從1.95 m·s-1迅速增大到4.98 m·s-1，但VR的方差較小，SW也極小(0.2 m·s-1)，說(shuō)明粒子大小均一，4.5—4.0 km處VR絕對(duì)值和方差變大，對(duì)應(yīng)SW也出現(xiàn)了躍增，說(shuō)明此處粒子大小不均一，生成了許多大粒子。從微雨雷達(dá)看，對(duì)流性降水在各個(gè)高度層雨滴數(shù)濃度均明顯高于以上三個(gè)階段，并且雨滴在下落過(guò)程中Dm為近乎于線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，且方差不斷增大，反映了雨滴譜拓寬的過(guò)程，這表明碰并增長(zhǎng)在此階段占據(jù)主導(dǎo)。

圖9 層狀云降水階段D云雷達(dá)參數(shù)反射率(a)、退偏振比(b)、徑向速度(c)和速度譜寬(d)的垂直廓線Fig.9 Vertical profiles of reflectivity (a),linear depolarization ratio (b),radial velocity (c),and velocity spectrum width (d) measured by cloud radar during the stage D of the stratiform cloud precipitation

圖10 微雨雷達(dá)參數(shù)層狀云降水階段D反射率(a)、垂直速度(b)、雨滴數(shù)濃度(c)和質(zhì)量加權(quán)平均直徑(d)垂直廓線Fig.10 Vertical profiles of reflectivity (a),vertical velocity (b),raindrop number concentration (c),and mass-weighted average diameter (d) measured by micro rain radar during the stage D of the stratiform cloud precipitation

3 結(jié)論

(1)2020年8月12—13日東北冷渦降水系統(tǒng)以層狀云和層積混合云為主，云內(nèi)有時(shí)還嵌有對(duì)流泡。本次過(guò)程云降水階段性變化明顯，2個(gè)對(duì)流云降水階段、2個(gè)層狀云降水階段和1個(gè)層積混合云降水階段。受強(qiáng)降水的影響，對(duì)流云降水的雷達(dá)回波會(huì)產(chǎn)生明顯衰減回波頂高不能表示出實(shí)際的云頂情況，在近地面云雷達(dá)和微雨雷達(dá)均表現(xiàn)出大片的大于35 dBz的強(qiáng)回波區(qū)。層狀云降水的回波頂高為7—9 km，層積混合云降水回波頂高可以達(dá)到12 km，兩者均表現(xiàn)出明顯的亮帶特征，但層積混合云降水的雷達(dá)回波強(qiáng)度和降水強(qiáng)度明顯大于層狀云降水。

(2)從微物理特征來(lái)看，在層狀云降水階段，云內(nèi)存在弱的碰并效應(yīng)，使得云滴進(jìn)一步增大形成雨滴。雨滴在下落過(guò)程中存在蒸發(fā)，階段B碰并效應(yīng)占主導(dǎo)，部分雨滴可以繼續(xù)增大，而階段A由于水汽條件相對(duì)較差，蒸發(fā)的作用大于碰并。層積混合云降水階段的碰并效應(yīng)強(qiáng)且云下蒸發(fā)弱。對(duì)流云降水階段的云雷達(dá)反射率的增長(zhǎng)區(qū)間主要在冰水混合層，碰并效應(yīng)更強(qiáng)，云粒子普遍能增大到較大的尺寸。落入暖層后，大的冰粒子迅速融化大滴，拓寬了云滴譜，提高了碰并效率，形成較大雨滴。云下碰并導(dǎo)致的雨滴增長(zhǎng)顯著。