南京地区降水雨滴谱不同拟合模型的参数特征

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根据南京地区2010—2014年雨滴谱观测资料,利用Gamma分布、标准Gamma分布、改进的标准Gamma分布等雨滴谱分布模型,研究了南京地区降水不同雨滴谱拟合模型的参数特征。结果表明:(1)雨强越大的降水样本占总样本比例越小,其中5mm/h以下降水样本所占比例高达89%。总的降水样本中出现了雨强在120mm/h以上的极端降水事件。南京地区降水的雨强标准差σR和其平均值R之间比值为2.29,与其他陆地降水结果一致。(2)通常认为,Gamma分布能较好地拟合各类降水的雨滴谱谱型分布。利用阶矩法,按照Gamma模型对雨滴谱进行拟合,形状因子μ、斜率因子λ和截断参数log10(N0)总的平均值分别为9.2、11.6、7.2,众数值分别约为6.0、5.5、4.5,并且μ-λ之间均存在较好的二次项函数关系:λ=0.0244μ2+0.439μ+1.955。(3)质量加权直径Dm和截距参数Nw作为两个分别在描述粒子浓度和尺度方面具有重要意义的物理参量,对于我们认识理解雨滴谱特征具有重要作用。通过对这两个物理量的统计分析,发现Dm和Nw随雨强的增大而逐渐增大,并且Dm增大的幅度更大,而Nw增大的幅度很小,随着雨强的逐渐增大,样本Nw标准差逐渐减小。(4)谱型参数σM随Dm增大而增大,并且DmM之间存在较好的指数型函数关系:σM=0.268Dm1.43。与其他地区降水相比,对于质量加权直径Dm相同的降水,南京地区降水雨滴谱σM要略小于其他地区的降水,也就是南京地区降水的雨滴谱可能要更窄一些。这些结果可以为我国数值天气预报模式中云物理过程参数化方案提供本地化参数参考,并且对提高雷达、卫星遥感测量降水的精度也具有一定的参考价值。
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