利用微雨雷達(dá)研究伊寧地區(qū)一次大雨過(guò)程的雨滴譜垂直演變特征

仝澤鵬，楊蓮梅，曾 勇，李建剛，劉 凡

(1.中國(guó)氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002； 2.中亞大氣研究中心，新疆 烏魯木齊 830002)

引 言

雨滴譜是雨滴數(shù)濃度隨雨滴尺度變化的函數(shù)[1-2]，是表征降水微物理特征的重要參數(shù)，在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的微物理參數(shù)設(shè)置以及遙感技術(shù)(雷達(dá)或衛(wèi)星)定量估測(cè)降水等方面有至關(guān)重要的作用[3-4]。然而，雨滴在下落過(guò)程中會(huì)受到凝結(jié)、蒸發(fā)、碰并、凝聚、破碎以及上升氣流和下沉氣流、水平風(fēng)、地形、氣溶膠效應(yīng)等影響，導(dǎo)致雨滴譜分布在垂直高度上存在一定差異[5]，因此研究不同氣候區(qū)特殊地形下近地面雨滴譜在垂直高度上的變化具有重要意義。

為探究不同海拔高度對(duì)雨滴譜的影響，在不同海拔梯度的山坡布設(shè)地面雨滴譜儀[6-7]，然而這種觀測(cè)手段對(duì)觀測(cè)區(qū)域選址極為苛刻，不便自定義高度間隔，且僅能獲得幾個(gè)固定高度的雨滴譜數(shù)據(jù)。此外，機(jī)載雨滴譜儀也可以獲取空中雨滴譜數(shù)據(jù)[8-9]，但飛行時(shí)長(zhǎng)決定觀測(cè)時(shí)間，且還會(huì)受到降水強(qiáng)度對(duì)飛機(jī)起飛條件的影響。德國(guó)METEK公司生產(chǎn)的微雨雷達(dá)(miro rain radar, MRR)可以通過(guò)探測(cè)下落雨滴的多普勒頻移來(lái)反演垂直方向上雨滴譜分布，MRR是一種采用連續(xù)調(diào)頻技術(shù)的雷達(dá)，與脈沖式雷達(dá)相比，連續(xù)波雷達(dá)具有更強(qiáng)的靈敏度和更高的時(shí)空分辨率。由于MRR具有便于安裝、耗能低等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)廣泛用于降水類(lèi)型識(shí)別、雨滴譜及微物理量的垂直分布及演變等方面的研究[10-18]。WEN等[14]利用南京MRR和二維視頻雨滴譜儀觀測(cè)數(shù)據(jù)，識(shí)別并對(duì)比分析層云、對(duì)流云和淺層云3類(lèi)降水的雨滴譜垂直分布特征，發(fā)現(xiàn)南京地區(qū)夏季層云降水的發(fā)生頻率最高，對(duì)流云降水對(duì)降水量的貢獻(xiàn)最大，而淺層云降水不存在冰相過(guò)程，導(dǎo)致雨滴平均直徑偏低。因?qū)α餍越邓a(chǎn)生的風(fēng)阻效應(yīng)導(dǎo)致分裂出更多的多普勒頻譜，致使MRR對(duì)實(shí)際雨滴尺寸檢索出錯(cuò)，因此MRR對(duì)層狀云降水?dāng)?shù)據(jù)反演質(zhì)量更好[19-20]。我國(guó)關(guān)于微雨雷達(dá)的研究多集中在東部沿海地區(qū)，這些地區(qū)水汽來(lái)源充足，降水豐富，對(duì)流性降水時(shí)有發(fā)生，而西北干旱半干旱區(qū)降水較少，但在全球變暖背景下極端降水事件明顯增多，給當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，因此有必要了解干旱半干旱區(qū)降水過(guò)程雨滴譜的垂直分布及演變特征，對(duì)提高天氣雷達(dá)定量估測(cè)降水精度有重要意義。天山西部的伊犁河谷，因特殊的開(kāi)口向西的“喇叭谷”地形[21]，受大西洋水汽影響，河谷降水充沛，年均降水量為400～800 mm。為此，本文針對(duì)伊犁河谷伊寧地區(qū)2019年9月30日一次降水過(guò)程的MRR、OTT-PARSIVEL雨滴譜儀和地面雨量筒觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比檢驗(yàn)MRR數(shù)據(jù)的可靠性，并基于MRR資料分析降水過(guò)程各微物理量的垂直分布特征，以及不同雨強(qiáng)階段不同尺度雨滴對(duì)數(shù)濃度和雨強(qiáng)在垂直方向上的貢獻(xiàn)，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)中亞干旱半干旱區(qū)降水微物理特征，從而為數(shù)值模式的云降水物理參數(shù)化方案提供一些觀測(cè)基礎(chǔ)。

1 資料及處理

1.1 觀測(cè)儀器與數(shù)據(jù)

研究個(gè)例為2019年9月30日04:30—12:30(北京時(shí)，下同)伊寧地區(qū)的一次降水過(guò)程。使用了MRR、OTT-PARSIVEL雨滴譜儀以及翻斗式雨量筒(RG)的觀測(cè)資料，3種儀器均布設(shè)在伊寧站，相互間隔不超過(guò)25 m。MRR垂直方向共31個(gè)高度梯度，試驗(yàn)選取的高度分辨率為35 m，最高觀測(cè)高度為1085 m，時(shí)間分辨率為1 min，可以測(cè)量的液滴尺寸為0.2～6 mm，通過(guò)獲取的多普勒功率譜，并利用降水粒子下落速度與直徑的經(jīng)驗(yàn)公式[22-23]，反演不同高度的雨強(qiáng)Ri(mm·h-1)、液態(tài)水含量LWC(g·m-3)、雷達(dá)反射率因子Z(dBZ)和粒子下降速度W(m·s-1)，MRR主要參數(shù)如表1所示。OTT-PARSIVE雨滴譜儀基于激光系統(tǒng)測(cè)量降水粒子的尺度和速度[24]，試驗(yàn)選取的時(shí)間分辨率為1 min，可測(cè)量的液滴尺寸為0.2～8 mm，通過(guò)降水粒子對(duì)激光遮擋計(jì)算粒子直徑與下落速度，以及反演雨強(qiáng)和雷達(dá)反射率因子等參數(shù)。

1.2 降水概況及環(huán)流形勢(shì)

新疆干旱半干旱氣候背景特殊，降水量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)大部地區(qū)有所不同。新疆降水量級(jí)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)[25-26]：12.0≤R(日降水量)<24.0 mm為大雨，R≥24.0 mm為暴雨，結(jié)合表2降水概況，此次降水為一次大雨過(guò)程。

表1 MRR主要參數(shù)Tab.1 Main parameters of MRR

表2 2019年9月30日伊寧地區(qū)降水過(guò)程參數(shù)統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistics of parameters during the rainfall process on 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

2019年9月28日08:00，500 hPa高度場(chǎng)(圖略)上，歐亞中高緯地區(qū)為“兩脊一槽”的環(huán)流形勢(shì)，歐洲和貝加爾湖為高壓脊區(qū)，西西伯利亞為低槽活動(dòng)區(qū)。隨著歐洲脊發(fā)展，脊前北風(fēng)帶建立，并引導(dǎo)冷空氣南下，西西伯利亞低槽向南加深，與中緯度短波槽疊加，槽底伸至40°N附近；29日夜間，受極地不穩(wěn)定小槽入侵，歐洲脊向東南方向衰退，并推動(dòng)西西伯利亞低槽、強(qiáng)鋒區(qū)東移南下，降水臨近前30日02:00(圖1)，伊寧地區(qū)逐漸受東移低槽前部西南氣流影響，隨后04:30開(kāi)始出現(xiàn)降雨過(guò)程。

圖1 2019年9月30日02:00 500 hPa 位勢(shì)高度場(chǎng)(藍(lán)色實(shí)線，單位：dagpm) 和風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢桿，單位：m·s-1)分布 (黑點(diǎn)代表伊寧站，彩色陰影代表急流)Fig.1 The distribution of 500 hPa geopotential height field (blue solid lines, Unit: dagpm) and wind field (wind shafts, Unit: m·s-1) at 02:00 BST 30 September 2019 (the black dot for the location of Yining station, and the color shadows for 500 hPa jet stream)

2 結(jié)果與分析

2.1 3種儀器觀測(cè)結(jié)果對(duì)比

將MRR近地面35、70、105 m高度層的小時(shí)雨量與OTT-PARSIVEL雨滴譜儀、RG的觀測(cè)值進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)3種儀器對(duì)此次大雨過(guò)程的雨量觀測(cè)結(jié)果具有較好的一致性，但在部分時(shí)段表現(xiàn)略有差異(圖2)。雨滴譜儀04:30—05:30的降水量高于雨量筒，其他時(shí)段均低于雨量筒，這與雨量筒本身對(duì)弱降水探測(cè)性能不敏感有關(guān)[27]。從MRR的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，08:30—11:30時(shí)段3個(gè)高度層的小時(shí)雨量均明顯增大，但數(shù)值存在一定差異，這是因?yàn)镸RR是以假定大氣垂直速度為零的環(huán)境條件來(lái)反演降水微物理量的[28]，當(dāng)降水強(qiáng)度增大時(shí)實(shí)際大氣的下沉風(fēng)會(huì)增大雨滴的下落速度，導(dǎo)致MRR高估雨滴大小及散射截面，從而影響降水過(guò)程中各微物理量反演的準(zhǔn)確性。MRR的70、105 m高度降水量相近，整體高于其他儀器，而35 m高度的降水量明顯低于其他2個(gè)高度層，在降雨初期04:30—05:30時(shí)段甚至低于雨量筒的觀測(cè)值，造成這一現(xiàn)象的原因可能是MRR在35 m高度的探測(cè)結(jié)果受近地面影響較大[14]。

圖2 2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū) OTT-PARSIVEL雨滴譜儀、雨量筒和微雨 雷達(dá)不同高度的小時(shí)雨量變化Fig.2 The evolutions of hourly precipitation of MRR at different heights, OTT-PARSIVEL and RG from 04:30 BST to 12:30 BST 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

為進(jìn)一步驗(yàn)證微雨雷達(dá)數(shù)據(jù)的可靠性，對(duì)降水期間MRR的3個(gè)高度層雨強(qiáng)與OTT-PARSIVEL雨滴譜儀的雨強(qiáng)進(jìn)行線性擬合(圖3)。整體來(lái)看，MRR各高度層的雨強(qiáng)均高于OTT-PARSIVEL雨滴譜儀，尤其是70、105 m高度層。從斂散程度來(lái)看，當(dāng)雨強(qiáng)低于3 mm·h-1時(shí)，MRR各高度層雨強(qiáng)與雨滴譜儀雨強(qiáng)的散點(diǎn)更加收斂，而當(dāng)雨強(qiáng)高于5 mm·h-1時(shí)，2種儀器的雨強(qiáng)值更加離散。從線性擬合來(lái)看，MRR各高度雨強(qiáng)與雨滴譜儀反演值均具有較好的相關(guān)性，決定系數(shù)分別為0.9233、0.9289和0.9186。

圖3 2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū)微雨雷達(dá)35 m(a)、70 m(b)和105 m(c) 高度層的雨強(qiáng)與OTT-PARSIVEL雨滴譜儀的雨強(qiáng)散點(diǎn)分布及線性擬合Fig.3 Scatters distribution and linear fitting of retrieved rainfall intensity between MRR at 35 m (a), 70 m (b), 105 m (c) height layers and OTT-PARSIVEL from 04:30 BST to 12:30 BST 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

2.2 降水過(guò)程期間微物理量的時(shí)空演變

圖4是2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū)MRR的雷達(dá)反射率因子Z、液態(tài)水含量LWC、雨強(qiáng)Ri、雨滴下落速度W的時(shí)間-高度剖面以及地面OTT-PARSIVEL雨滴譜儀雨強(qiáng)隨時(shí)間的變化。根據(jù)地面OTT-PARSIVEL雨滴譜儀的雨強(qiáng)，將降水劃分為低、中、高3個(gè)雨強(qiáng)階段，分別對(duì)應(yīng)Ri≤2 mm·h-1、24 mm·h-1。

圖4 2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū)MRR雷達(dá)反射率因子(a，單位：dBZ)、 液態(tài)水含量(b，單位：g·m-3)、雨強(qiáng)(c，單位：mm·h-1)、雨滴下落速度 (d，單位：m·s-1)的時(shí)間-高度剖面，以及地面雨滴譜儀的雨強(qiáng)逐分鐘演變(e，灰色區(qū)域?yàn)橹杏陱?qiáng)區(qū))Fig.4 Time-height sections of radar reflectivity factor (a, Unit: dBZ), liquid water content (b, Unit: g·m-3), rainfall intensity (c, Unit: mm·h-1) and raindrop falling speed (d, Unit: m·s-1) of MRR, and the minutely evolution of ground rain intensity of OTT-PARSIVEL (e, the gray area for moderate rain intensity) from 04:30 BST and 12:30 BST 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

低雨強(qiáng)階段分別出現(xiàn)于降水初期的04:30—06:31、中期的07:43—08:20、08:37—08:49和末期的11:41—12:30。降水初期Z、LWC、Ri平均為21.73 dBZ、0.07 g·m-3、0.99 mm·h-1，變化范圍為19.40～21.85 dBZ、0.07～0.08 g·m-3、0.93～1.07 mm·h-1，且3個(gè)物理量均隨高度降低而減小，表明在濕度較低的環(huán)境下雨滴在下落過(guò)程中不斷蒸發(fā)，越靠近地面蒸發(fā)作用越明顯；降水末期Z、LWC、Ri值較初期略低，平均值分別為20.51 dBZ、0.06 g·m-3、0.96 mm·h-1，變化范圍分別為19.38～21.51 dBZ、0.06～0.07 g·m-3、0.61～1.01 mm·h-1，隨著此前強(qiáng)降水降落，雨區(qū)上空缺乏持續(xù)的水汽和動(dòng)力供應(yīng)，Ri隨高度降低減小，加之受蒸發(fā)影響較小，LWC和Z在垂直方向上沒(méi)有明顯變化；降水中期Z、LWC、Ri值明顯高于其他2個(gè)時(shí)期，平均值分別為24.92 dBZ、0.11 g·m-3、1.54 mm·h-1，該時(shí)期雖降水較弱，但環(huán)境濕度較大、蒸發(fā)較小，Z、LWC、Ri隨高度變化很小。需要注意的是，降水初期、末期W都隨高度降低而增大，分別在4.38～4.71、4.79～5.33 m·s-1之間變化，但中期W卻隨高度降低而減小，在5.45～5.83 m·s-1之間變化。

中雨強(qiáng)階段，對(duì)應(yīng)于06:59—07:30、08:21—08:36、08:50—10:14、11:06—11:37時(shí)段，4個(gè)時(shí)段內(nèi)Z、LWC、Ri、W均值分別為31.74 dBZ、0.24 g·m-3、4.02 mm·h-1、6.29 m·s-1，Z、LWC、Ri值在70～1050 m高度隨高度降低而增大，最大值均出現(xiàn)在70 m高度層，這與雨滴在近地面高度層發(fā)生碰并增長(zhǎng)有關(guān)，而W隨高度變化不明顯，在6.21～6.39 m·s-1之間波動(dòng)。

高雨強(qiáng)階段，對(duì)應(yīng)于06:37—06:40、06:55—06:58、07:11—07:13、10:15—10:22、10:39—10:42、10:53—11:05時(shí)段，6個(gè)時(shí)段Z、LWC、Ri、W的均值分別為35.90 dBZ、0.45 g·m-3、7.67 mm·h-1、7.02 m·s-1，且Z隨高度降低而增大，當(dāng)雨強(qiáng)增大時(shí)，雨滴下落過(guò)程的碰并作用顯著，在10:17、10:57和10:59對(duì)應(yīng)的70、105、140 m高度層Z值均高于40 dBZ；伴隨著較強(qiáng)的雷達(dá)回波，LWC和Ri波動(dòng)范圍增大，分別為0.32～0.63 g·m-3和5.92～8.79 mm·h-1，且在450 m以下隨高度降低而增大，而W隨高度變化不大，其值在6.81～7.29 m·s-1之間波動(dòng)。

綜上所述，不同雨強(qiáng)階段降水微物理量在垂直分布上有所差異。低雨強(qiáng)階段，降水初期受蒸發(fā)影響較大，Z、LWC、Ri都隨高度降低而減??；中期，降水較弱但環(huán)境濕度較大，Z、LWC、Ri隨高度變化不大；末期，由于空中缺乏持續(xù)的水汽和動(dòng)力供應(yīng)，Ri隨高度降低而減小。中雨強(qiáng)階段，受雨滴碰并增長(zhǎng)的影響，Z、LWC、Ri在70～1050 m高度隨高度降低而增大，而W隨高度變化不大。高雨強(qiáng)階段，近地面層受雨滴碰并增長(zhǎng)作用顯著，在70、105、140 m高度層出現(xiàn)40 dBZ以上的較強(qiáng)雷達(dá)回波，LWC、Ri隨高度降低而增大，而W變化不大。

為進(jìn)一步探究此次降水過(guò)程不同雨強(qiáng)階段降水微物理量特征的差異，對(duì)3個(gè)階段微物理量平均值的垂直分布(圖5)進(jìn)行對(duì)比分析?？傮w來(lái)看，不同高度上各微物理量平均值隨雨強(qiáng)的增強(qiáng)而增大。從圖5(a)和圖5(b)看出，中、高雨強(qiáng)階段Z、Ri在垂直分布上相對(duì)于低雨強(qiáng)階段波動(dòng)較大，且Z和Ri基本隨高度降低而增大，Z值分別由30.88、32.2 dBZ增加到33.38、34.86 dBZ，Ri分別由3.61、4.56 mm·h-1增加到4.93、6.37 mm·h-1；低雨強(qiáng)階段，在105 m高度以上Z、Ri隨高度降低有所增大，分別由20.77 dBZ、1.11 mm·h-1增加到21.95 dBZ、1.31 mm·h-1，而105 m高度以下近地面層受蒸發(fā)作用明顯，Z和Ri隨高度降低略有減小，與中、高雨強(qiáng)階段的變化特征正相反。此外，低雨強(qiáng)階段的LWC隨高度變化不明顯，而中、高雨強(qiáng)階段的LWC隨高度降低有一定的增大，分別從0.22、0.28 g·m-3增加到0.30、0.35 g·m-3[圖5(c)]。3個(gè)雨強(qiáng)階段的W都隨高度變化不明顯[圖5(d)]，這與MRR設(shè)定的空間分辨率為35 m、最高測(cè)量高度為1085 m有關(guān)，1085 m一般低于降水云的高度，使得觀測(cè)的雨滴沒(méi)有因相態(tài)轉(zhuǎn)換而引起W發(fā)生變化。

2.3 雨滴對(duì)數(shù)濃度和雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率垂直分布

為揭示MRR探測(cè)的不同尺度雨滴在不同雨強(qiáng)階段其數(shù)濃度百分比以及對(duì)總雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)，依照雨滴直徑D，將雨滴分為小雨滴(D≤1 mm)、中雨滴(13 mm)。由圖6可見(jiàn)，低雨強(qiáng)階段，小雨滴平均數(shù)濃度占總數(shù)濃度的96.81%，對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率為36.33%，且其數(shù)濃度占比整體均隨高度降低而減小，表明小雨滴在低雨強(qiáng)下受近地面蒸發(fā)作用明顯；中雨滴數(shù)濃度僅占總數(shù)濃度的3.17%，但對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率達(dá)61.95%，且在770 m高度以下隨高度降低貢獻(xiàn)率逐漸增大；大雨滴數(shù)濃度占比極小，對(duì)雨強(qiáng)貢獻(xiàn)率僅為1.72%，且隨高度變化不大。

圖5 2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū)不同雨強(qiáng)階段MRR的平均雷達(dá)反射率因子(a)、 雨強(qiáng)(b)、液態(tài)水含量(c)和雨滴下落速度(d)的垂直分布Fig.5 The vertical distributions of average radar reflectivity factor (a), rain intensity (b), liquid water content (c) and raindrop falling speed (d) of MRR at different stages of rain intensity from 04:30 BST to 12:30 BST on 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

中雨強(qiáng)階段，小雨滴平均數(shù)濃度占總數(shù)濃度的94.61%，在805 m高度以下其數(shù)濃度占比隨高度降低而減小，變化范圍為85.58%～98.92%，對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率平均為29.69%，且在105 m高度以上隨高度降低逐漸減?。恢杏甑螖?shù)濃度占比在805 m高度以下隨高度降低逐漸減小，由13.69%減小到1.13%，對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)最大，達(dá)66.36%，且在105 m高度以上隨高度降低逐漸增大；大雨滴數(shù)濃度占比仍最小，對(duì)總雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率為3.95%，且隨高度變化不大。

高雨強(qiáng)階段，小雨滴平均數(shù)濃度占總數(shù)濃度的90.88%，整體上其數(shù)濃度占比隨高度降低而減小，對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率為25.52%，且隨高度降低貢獻(xiàn)率逐漸增大；中雨滴數(shù)濃度占比在近地面層較低，35 m高度層其數(shù)濃度占比為17.22%，對(duì)雨強(qiáng)貢獻(xiàn)最大，貢獻(xiàn)率整體隨高度降低逐漸增大，平均貢獻(xiàn)率達(dá)67.32%；大雨滴數(shù)濃度在多個(gè)高度層均有占比，但均不足1%，對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率平均僅為7.17%，且在525 m高度以下貢獻(xiàn)率隨高度降低有所增加，其中在35、70 m高度層的貢獻(xiàn)率超過(guò)10%。

綜上所述，在各檔降水強(qiáng)度下，小雨滴在各高度層的數(shù)濃度占比均最大，高達(dá)80%以上，且隨高度降低其數(shù)濃度占比逐漸減?。恢杏甑螌?duì)總雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)最大，且隨高度降低其貢獻(xiàn)率明顯增大，而大雨滴的數(shù)濃度占比及對(duì)總雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)均最小。

圖6 2019年9月30日04:30—12:30伊寧地區(qū)MRR探測(cè)的不同尺度雨滴在不同降水強(qiáng)度下 數(shù)濃度占比(a、b、c)及對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率(d、e、f)Fig.6 The percentages of raindrops number concentration of MRR (a, b, c) with different diameters to total number concentration and contribution rates to rain intensity (d, e, f) under different intensities of rainfall from 04:30 BST to 12:30 BST 30 September 2019 in Yining of Xinjiang

3 結(jié) 論

(1)MRR與OTT-PARSIVEL雨滴譜儀和雨量筒的小時(shí)雨量具有較好的一致性。當(dāng)雨強(qiáng)小于3 mm·h-1時(shí)，MRR各高度層(35、70、105 m)的雨強(qiáng)與雨滴譜儀的雨強(qiáng)斂散程度更高，擬合程度較好，決定系數(shù)分別為0.9233、0.9289、0.9186。

(2)不同雨強(qiáng)階段，MRR探測(cè)的降水微物理量的垂直分布存在差異。低雨強(qiáng)階段，降水初期環(huán)境濕度較低，受蒸發(fā)作用影響較大，Z、LWC、Ri隨高度降低而減?。唤邓衅?，環(huán)境濕度較大，受蒸發(fā)作用較小，Z、LWC、Ri隨高度變化不大；降水末期，空中水汽和動(dòng)力供應(yīng)不足，Ri隨高度降低而減小，同時(shí)受蒸發(fā)影響較小，LWC和Z隨高度變化不明顯。另外，低雨強(qiáng)階段，降水初、末期W隨高度降低而增大，而降水中期W隨高度降低而減小。中、高雨強(qiáng)階段，雨滴間碰并作用較大，尤其在高雨強(qiáng)階段，Z、LWC、Ri整體隨高度降低而增大，W隨高度變化不大。

(3)伊寧地區(qū)此次大雨過(guò)程主要以小雨滴為主，各雨強(qiáng)階段小雨滴平均數(shù)濃度占比均在90%以上，且基本隨高度降低而減小，而中雨滴對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)最大，各雨強(qiáng)階段的貢獻(xiàn)率均在60%以上，且貢獻(xiàn)率隨高度降低而增大；大雨滴數(shù)濃度占比及對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)均最小，但隨著雨強(qiáng)由低到高，其對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)率逐漸增大。

本文針對(duì)伊寧地區(qū)一次大雨過(guò)程的微物理量垂直演變特征進(jìn)行了細(xì)致分析，但有些結(jié)論僅限于現(xiàn)象描述，如在低雨強(qiáng)條件下，降水初、末期W隨高度降低而增大，而降水中期W隨高度降低而減小，這一現(xiàn)象還需要結(jié)合其他觀測(cè)儀器(風(fēng)廓線雷達(dá)、微波輻射計(jì)、激光云高儀、二維視頻雨滴譜儀、探空等)和更多的降雨個(gè)例，從天氣動(dòng)力分析的角度加以分析與解釋。