雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用ⅰ：云微物理量和垂直速度的反演

对于水平网格距小于10km的高分辨率非静力平衡的显式云分辨模式，云微物理量的初始化以及物理量之间的相互协调是十分重要的，并且一直是云分析领域的一个难题。考虑在云雨处于定常状态的前提下，根据暖云过程，可得到云中水成物之间相互转化以及与垂直速度的约束关系，而雨水含量跟雷达反射率因子(z)有关。因此，采用合肥新一代天气雷达2003年7月5日02时（北京时）的观测资料，针对雷达探测的特点对雷达原始数据进行了坐标转换，并进行了插值处理和简单的质量控制，然后依据z-qr关系和定常暖云方案，反演了雨水混合比(qr)、云水混合比(qc)、水汽混合比(qv)和垂直速度(w)。结果表明，由此得到的雷达回波主要特征及量值分布与雷达站的cappi图像基本一致；水汽、云水、雨水和垂直速度量值大小的分布与雷达回波强度的分布也是吻合的，体现出了云中水成物和垂直速度的三维分布结构；各物理量的量值也符合梅雨锋暴雨的特点，梅雨锋积层混合云系中层状云和对流云的差别十分明显。在较强的回波区，雨水在6km以下含量较大，最大值位于4km左右，可超过3.0g/kg；上升速度在5km左右最大，最大值超过5m/s；云水含量大值区位于5km以上，在7km高度上达到最大，超过3.0g/kg；雨滴末速度虽然上下比较一致，一般几米每秒，但在5km左右为大值区。