EarthCARE星载云雷达对春季中国南方云微物理和动力观测特征研究

【作者】 陈涛； 吴晓京； 何灵莉； 陈双； 陈起英；

【机构】 国家气象中心； 中国气象科学研究院灾害天气科学与技术全国重点实验室； 国家卫星气象中心； 中国气象局中国气象局地球系统数值预报中心；

【摘要】 基于Earth CARE/CPR(Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer/Cloud Profiling Radar)94 GHz星载云雷达观测数据,分析了江南强降水和华南强对流天气事件中的云雷达观测特征,并对春季中国南方地区和南海海区的云微物理、云内动力特征开展了统计对比。Earth CARE/CPR观测揭示了江南地区典型暖锋对流性降水系统的精细云结构,在融化层上方观测到94 GHz频段特殊的回波"暗带"特征,表征了融化层附近复杂的冰相增长物理过程,但CPR回波在深厚对流云下部的强降水区出现了严重衰减,同时段地基S波段雷达对云内强降水观测起到了良好的补充作用。在华南沿海地区一次雷暴大风和冰雹强对流天气事件中,CPR直接观测到在入流方向上的边界层低云发展、水汽输送和云内垂直运动精细特征,偏南气流从风暴云前侧倾斜上升进入云内,新的积云单体在入流气流中发展增长并和主对流风暴云发生合并,从而揭示了在对流风暴云入流方向上的积云发展和低空水凝物输送特征。基于Earth CARE/CPR对2025年3-5月春季中国南方陆地和南海海区云廓线的观测统计表明,海上暖云降水类型云廓线对应反射率因子、粒子直径和浓度、液态水含量、多普勒速度等物理量的高概率区分布较陆地区域层次更低,可能与海上更低的边界层高度、更高的低层水汽含量有密切关系;海上冷云降水类型云廓线对应云物理量的高概率区分布较陆地区域冷云降水的高度更高,表明所统计春季时段内海上冷云降水类型的云发展高度更高,低浓度、大直径降水粒子特征较陆地区域更为突出。通过对CPR观测液态云粒子谱和速度谱的统计拟合,为数值模式云微物理过程参数化改进提供了观测依据。更多还原