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乌鲁木齐夏季降水特征及其强降水过程水汽演变分析

王世杰  
【摘要】:本文分析了乌鲁木齐近20a的夏季降水特征以及强降水过程的水汽演变特征,得出了如下结论: 1、近20a乌鲁木齐逐小时降水量和降水频次呈现较为一致的日变化特征,均以20时以后至11时左右为高值区,在下午16时达最低值;1h降水频次最多的是量级≤1.0mm的降水,其次是1.1mm≤R_1≤3.0mm,但1.1mm≤R_1≤3.0mm量级的降水贡献率最高,其次是R_1≤1.0mm。 2、不同量级降水过程均有较为明显的年际差异,小雨过程发生的频次最多,其次为中雨、大雨和暴雨过程。前半夜为小雨、中雨和大雨过程最易发生时段,下午为暴雨过程最易发生时段。小雨、中雨、大雨和暴雨过程发生最多的时段分别为7月中旬、5月中旬、5月中下旬、5月上中旬与7月中旬及8月下旬。 3、短时性降水(1-3h)主要集中在前半夜,持续4-6h和7-9h降水多集中在前半夜到后半夜,持续10-12h及以上的降水多发生在下午至后半夜。20a来雨日年际变化不明显,后十年和前十年相比,暴雨日数有所增加,而其它量级及总雨日均减少。 4、乌鲁木齐地区的强降水过程中GPS可降水量(GPS-PWV)呈现明显的1-3d的增湿过程和1-2次跃变过程,且降水时GPS-PWV几乎约为气候平均值的2倍左右,其跃变过程与降水发生和结束有好的关系,可以为干旱区降水短期预报提供一个明确的水汽演变指标。 5、微波辐射计与探空测量值有很好的相关性,两者测量得到的温度、相对湿度、水汽密度和可降水量的相关系数均在0.7以上,并且均达到0.01显著性水平。廓线对比表明,微波辐射计测量的温度值整体上小于探空的测量值,而相对湿度和水汽密度基本上是大于探空的测量值,两种探测方法存在系统误差,两者之间的偏差在不同高度和不同季节表现不同。两种探测方法得到各月可降水量的相关系数约63%在0.9以上,四个季节中除了冬季的相关系数为0.7160以外,春季、夏季、秋季的相关系数均在0.8以上,两者平均偏差最小的季节为冬季,最大的为夏季。微波辐射计反演的温湿度受天气的影响,其中温度受天气影响较明显,水汽密度和相对湿度受天气影响并不大。 6、利用地基微波辐射计的观测资料分析降水过程中水汽的演变特征,可以发现临近降水时各层的温度和水汽密度急剧增加,发生降水时各层温度和水汽密度显著下降。整层的可降水量(PWV)与总液态水含量(ILW)有很好的对应关系,且两者对降水的发生有很好的指示作用。


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