通过10年的GPM星载雷达测量数据，在温带地区发现了一种独特的强降雨类型，这种降雨的特点是雨滴较大

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》：A distinct type of heavy rainfall with large raindrops over extratropical regions revealed by 10 years of GPM spaceborne radar measurements

大型降水事件通过GPM DPR观测和GMM聚类被分为高风暴高度（HSH）和低风暴高度（LSH）两类，尽管两者DSD参数相似，但HSH与大陆强对流相关，LSH多出现在中纬度海洋并关联extratropical cyclones，其大 drops 可能源于雪粒融化而非碰撞合并。

　　大型雨滴强降雨事件的识别与分类是气象研究中的重要课题，尤其在理解降水机制、改进遥感降水估算算法以及提升天气预测模型的准确性方面具有重要意义。近年来，随着卫星遥感技术的发展，特别是全球降水测量（GPM）任务中搭载的双频降水雷达（DPR）系统的应用，科学家们获得了前所未有的能力来分析全球范围内的雨滴大小分布（DSD）特性。DPR工作在Ku波段（13.6 GHz）和Ka波段（35.5 GHz），能够提供近全球范围（65°N–65°S）的三维降水和微物理特性数据，包括高分辨率的水平和垂直信息。这项技术的应用使得对海洋和偏远地区强降雨的分析成为可能，从而拓展了对DSD特性的研究范围。

在传统研究中，大型雨滴强降雨事件主要被认为与大陆深层对流有关。这类对流通常发生在热带地区，其特点是雨滴直径较大、数量浓度较低，从而导致较高的雷达反射率。然而，随着空间雷达数据的获取，科学家发现这种现象并不局限于大陆，特别是在中纬度海洋地区，尤其是在冬季，大型雨滴强降雨事件同样频繁出现。这表明，传统的对流分类可能不够全面，需要更细致的分类方法来揭示不同环境下的微物理特性差异。

为了解决这一问题，研究人员采用了一种基于高斯混合模型（GMM）的统计聚类方法，将大型雨滴强降雨事件分为两类：高风暴高度（HSH）和低风暴高度（LSH）。HSH事件通常与温暖条件下活跃的碰撞-凝结过程相关，而LSH事件则更常出现在寒冷环境中，其大型雨滴可能来源于降雪的融化。通过对GPM DPR观测数据的分析，研究发现这两种类型的事件在DSD特征上具有高度相似性，但在结构和环境特性方面存在显著差异。HSH事件通常发生在热带大陆地区，具有较高的风暴高度和更强的降雨强度，而LSH事件则主要出现在中纬度海洋区域，尤其是冬季，其风暴结构较浅，降雨强度相对较低。

季节性分析进一步揭示了这两种类型在时间分布上的差异。HSH事件主要集中在夏季，而LSH事件则在冬季更为常见。此外，HSH事件在一天中的傍晚时段出现频率较高，这与大陆对流系统的典型特征一致。相比之下，LSH事件在一天中的分布没有明显的时间周期，表明其受太阳辐射的影响较小。值得注意的是，超过一半的LSH事件与极地气旋（ETC）有关，这表明中纬度海洋上的大型雨滴强降雨事件可能与这些天气系统密切相关。

从环境条件的角度来看，HSH和LSH事件的热力学背景也存在显著差异。HSH事件通常伴随着较高的温度和较强的垂直气流，这些条件有利于碰撞-凝结过程的进行，从而形成较大的雨滴。而LSH事件则更多地与较低的温度和较弱的垂直运动相关，其中大型雨滴可能来源于雪或霰的融化过程。此外，研究还发现，LSH事件的零度高度层（即雨滴开始融化的大致高度）通常较低，这与该类事件中固态水含量较高有关。

通过将DPR数据与欧洲中期天气预报中心（ERA5）再分析数据相结合，研究人员能够更全面地分析HSH和LSH事件的微物理特征和环境条件。ERA5数据提供了云中水含量、垂直速度等关键参数，有助于理解不同高度层的降水结构。分析结果显示，HSH事件的云中水含量和垂直速度较高，而LSH事件则表现出相反的趋势。这种差异进一步支持了HSH和LSH事件在形成机制上的不同。

此外，研究还探讨了LSH事件与极地气旋之间的联系。通过分析极地气旋的路径数据，研究发现超过43.6%的LSH事件发生在极地气旋影响范围内，特别是在中纬度海洋区域。这一发现具有重要意义，因为它表明大型雨滴强降雨事件不仅限于热带或大陆对流系统，还可以在非对流条件下出现，特别是在极地气旋活动频繁的区域。

总体而言，这项研究通过综合分析GPM DPR观测数据和ERA5再分析数据，揭示了大型雨滴强降雨事件在结构、微物理特性和环境条件方面的多样性。HSH和LSH事件虽然在DSD特征上相似，但在风暴高度、降雨强度、季节分布和昼夜变化等方面存在显著差异。这些发现不仅加深了对全球降水机制的理解，也为改进卫星降水估算算法和微物理参数化方案提供了重要依据，特别是在中纬度海洋地区的应用。此外，LSH事件与极地气旋的显著关联，也强调了对这类天气系统中降水机制的进一步研究需求，以提升天气预报的准确性。

尽管研究取得了重要进展，但仍存在一些局限性。例如，DPR数据的获取依赖于卫星过境，因此只能提供降水系统的瞬时快照，难以全面捕捉其整个生命周期和时间演变过程。此外，DSD参数的估算假设了固定的形状参数，这可能在某些情况下引入不确定性。不过，已有研究表明，对于雨强在10–25 mm/h范围内的降水，形状参数通常接近3，因此这一假设对研究结果的影响有限。未来的研究可以进一步结合地面观测和数值模拟，以更全面地揭示大型雨滴强降雨事件的形成机制，并为遥感和数值天气预测模型的改进提供更精确的参数化方案。