云是天气和气候变化的主要影响因子之一，通过大气热力运动引起的辐射强迫影响地球的能量收支和水循环。云的宏微观特性能够反映云降水潜力及内部动力、热力特征，因此，对云的宏微观物理特征进行观测、反演和研究，对于改进模型中云的参数，了解云在气候变化中的反馈效应具有重要意义。毫米波云雷达有很高的灵敏度和时空分辨率，可对云进行连续观测，还能够通过反射率因子、径向速度等产品获取云的宏微观物理垂直结构特征，因此毫米波云雷达是研究云宏微观物理特征的有效观测仪器。

新疆是典型的干旱、半干旱区域，与中国东部不同，该地区不受季风系统影响，降水量偏少。天山山脉是新疆最重要的山脉，最高海拔超过5000 m，天山山麓是降水最多的地区，也是主要的人口聚居区。从全球大气环流角度看，新疆处于西风带地区，降水与西风带常年存在的槽和涡向东移动有关。因此，云和降水对这一地区的生态环境和生命有着极其重要的作用。以往对新疆降雨的研究主要集中在天气系统、中尺度系统和降雨环境，对降雨云宏微物理的研究较少。伊犁河谷是西天山具有代表性的降水区域。中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所于2019年1月22日在伊犁河谷新源气象站（83°18′ E、43°27′N，海拔：928m）安装毫米波云雷达进行观测。本文选取毫米波云雷达反射率因子、径向速度、云顶高参数以及通过反演得到的液态含水量，对新源站2019年5-8月、2020年5-8月降雨云宏微观特性进行分析（降雨量使用气象站雨量计观测数据），初步认识了西天山区降雨云宏微观物理特征。

结果表明：（1）降雨主要发生在夜间，累积降雨量集中在21:00至次日07:00，降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强频次虽最少，但对总累积降雨量贡献较显著；（2）小雨强、中雨强、大雨强平均反射率因子最大值分别为30 dBZ、35.8 dBZ和39.5 dBZ，最大平均液态水含量分别为1.5g·m^-3、4.2 g·m^-3和7.3 g·m^-3；（3）不同降雨强度对应的反射率因子都有两个集中区域，2.0~4.4 km反射率因子集中在15~26 dBZ，地面附近的小雨强、中雨强、大雨强对应的反射率因子分别集中在24~32 dBZ、29~38 dBZ和31~42 dBZ。1.75 km以下中雨强和大雨强液态含水量小于1 g·m^-3的频率明显少于小雨强，降雨强度的越大降雨粒子径向速度越集中。

相关成果以“基于Ka波段云雷达观测的中国西天山降雨云宏微观物理特征研究”为题发表在大气科学，论文第一作者为沙漠气象研究所张晋茹助理研究员。该研究得到国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项和国家自然科学基金以及新疆维吾尔自治区引进高层次人才天池计划项目的支持。

原文信息：张晋茹, 杨莲梅, 刘凡, 等 基于Ka波段云雷达观测的中国西天山降雨云宏微观物理特征研究[J]. 大气科学. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2112.21112

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http://www.iapjournals.ac.cn/dqkx/cn/article/doi/10.3878/j.issn.1006-9895.2112.21112