1995和1996年春季北京地区大气冰核浓度的观测与研究

利用毕格型混合云室于1995和1996年春季在北京西郊观测了4种温度条件下的大气冰核浓度。分析了冰核浓度逐日变化特点,与1963年的观测（方法相同）结果进行了对比分析。发现30a来,冰核浓度平均约增加了15倍。根据严重污染天气条件下能见度与冰核浓度的相关分析,推测人类活动作为冰核源的权重,冰核浓度增加。分析发现大气中高活性冰核在大气中的滞留时间明显小于低活性冰核。结合冰核活性与粒子尺度的相关,分析推测了大气冰核浓度随高度递减的特点,推测高活性冰核随高度递减更快。分析中参考了世界各地的观测结果,并对不同观测方法观测的结果进行了分析对比,对其中一些地区差异和特点进行了探讨。冰晶浓度与云中气溶胶粒子浓度的相关分析表明,两者有较好的正相关关系。高冰晶浓度常对应有较窄的粒子谱和较小的浓度峰值直径。利用飞机观测的云中雪粒子浓度与冰粒子浓度资料分析结果表明两者有正相关;初步分析表明,大气冰核浓度除对冰云微结构和云中降水过程有重要影响外;还可能对云的辐射特征产生影响,从而影响大气气候过程。

自然云中冰晶生成的核化过程及雪晶对过冷云滴的撞冻

鉴于冰晶过程在自然降水形成中的作用十分重要,对冰晶形成的物理过程曾进行过大量研究。由于自然云中冰晶的生成受大气热力、动力学条件及微物理过程等多因子制约,因而在自然云中研究冰晶的形成过程有很大困难,至今有关冰晶生成的核化过程的外场研究仍极少。室内实验可以在控制某些云物理条件下进行,但有些条件(过冷云维持时间、过冷云滴谱等)很难进行逼真的模拟。雪晶对过冷云滴的撞冻是雪粒子的重要增长过程之一;有关雪晶对过冷云滴的撞冻效率,已持续进行多年的室内实验与理论研究。这些研究工作中,都对雪晶形状做了不同程度的简化,对自然云中的雪晶撞冻过程的研究仍极少。

黄河上游玛曲地区雨滴谱特征的观测研究

为了解决近年来黄河流域水资源短缺的现象,2000年由青海省气象局组织及多个单位合作,在黄河上游进行了人工增雨试验。通过对玛曲地区雨滴谱的分析,推测玛曲当地的雨滴较大,这对在当地实施人工增雨提供了观测依据。另外,通过分析得到当地积云降水的雷达反射率因子和雨强的相关关系式,该公式可以作为利用雷达定量测量高原地区降水的参考。分析发现,虽然高原地区冷雨过程是主要的降水机制,但是暖雨过程仍然对降水有贡献。通过对雨滴谱资料的分析,可以促进对高原地区云物理特征的了解。

碘化银核化过程的数值模拟研究

根据DeMott等给出的不同成核机制下AgI成核效率的实验结果 ,通过数值模拟的方法 ,研究了AgI粒子在云室、层状云和对流云中的核化过程。通过对云室的模拟 ,发现云滴浓度和云雾持续时间是造成不同云室检测的AgI成核率相差悬殊的主要原因。数值试验结果表明AgI的成核方式在层状云和对流云中有很大不同 :层状云中AgI主要以接触冻结、浸没冻结等慢核化过程为主 ,而对流云中则以凝结冻结过程为主。

寿县地区云中液态水含量的微波遥感

该文利用地基双频 ( 2 2 .2 35GHz( 1 .35cm)和 35.3GHz( 8mm) )微波辐射计和热带降雨测量卫星微波成像仪 (TRMM/TMI)两种被动微波遥感资料分别反演安徽寿县地区云中液态水含量 ,运用统计回归方法得到该地区云水含量的反演公式 ,揭示了该地区云中液态水含量存在一个阈值 0 .4mm ,当云中液态水含量超过这一阈值时 ,该地区一般就会出现降水。在降水发生之前 ,水汽和云中液态水含量均会出现一个显著增加的过程 。

冰核浓度变化对云辐射的模拟试验

文中利用中国气象科学研究院 2 0 0 0年版三维对流云模式 ,假设冰核浓度比现在模式中通常用来计算实际降水量的Fletcher给出的冰核浓度增大了 5倍 ,对北京地区 1996年 6～ 9月 18次降水过程作了模拟的对比分析。结果发现 ,80 %的模拟云在冰核浓度增大后都出现降水减小 ,云顶卷云毡面积扩大 ,云顶升高 ;95%的模拟云出现冰晶尺度变小 ,数量增多的现象。说明冰核浓度增大后 ,云的物理特性会有一些改变 。

河南春季一次层状云降水云物理结构分析

河南2000年4月14日的降水由冷锋和西南涡产生,降水云系分布不均匀,云图上云区间有带状云隙,雷达回波图上出现两条带状回波,云带内部分布也不均匀,垂直方向上降水云系有分层现象。分析了降水云系的微物理特征,根据可播度的PMS指标确定了航线上过冷水丰富的区域,结合卫星、雷达资料讨论了过冷水丰富区域的分布特征,还讨论了降水云系内部存在的对流不稳定。

北京冬夏降水系统中的云水量及其统计特征分析

根据地基双通道微波辐射计观测的降水天气下大气水汽、液水含量的变化 ,分析了北京1 989年夏季 1次降水过程和 1 990年冬季 5次降雪过程的云水量资料 ,讨论了降水过程中汽态水和液态水含量的一些统计特征及其随时间的变化 ,并估算了夏季降水中凝结水向降水的转化率。结合极轨气象卫星的遥感云顶温度资料 ,以及冬季地面降雪强度的观测 ,对北京冬季降水系统中的液水含量与降水的相关进行了分析 。

2003年秋季青海省河南县地面大气冰核观测分析

利用Bigg型混合云室对2003年10月5—26日青海省河南县的地面大气冰核进行了观测,并将结果同该地区前两年的结果以及其他高原地区的观测结果进行比较,发现:①该地区大气冰核的平均浓度高于往年,冰核浓度随温度降低而增加、斜率小于该地区前两年的观测,冰核平均浓度的分布更加趋于集中;②由于霰和高原夜雨的经常出现,降水对冰核浓度有不确定的影响;③冰核平均浓度与气压和湿度分别呈现反相关与正相关趋势;④风对冰核浓度有影响,低温核随风向的变化比高温核大;⑤人类活动对冰核浓度也有影响。

用混合和扩散云室对大气冰核浓度的观测分析

继 1 96 3年用混合云室对春季冰核浓度观测之后 ,1 994～ 1 996年 ,在同季节、同地点用混合和静力扩散云室又做了同步观测。对取得的资料进行整理分析 ,得出了凝华核浓度在不同天气背景下占总冰核浓度的百分比 ,两种云室测值的对应关系 ;分析了扩散云室的容积效应及冰核浓度随气压、能见度等气象因子的变化。

用滤膜法观测大气冰核的静力扩散云室

介绍了经过改进的用滤膜法观测冰核的静力扩散云室及其取样装置。叙述了其各组成部分的原理、结构、达到的性能指标，分析了各系统的工作对冰核活化条件的影响。给出了对相对稳定的人工ＡｇＩ冰核源作不同体积的取样和不同温度下的处理结果，同时也给出了用该设备对北京市海淀区冬季冰核浓度的日变化所做的初步观测结果。

非静力平衡模式的中尺度非均匀初始场试验和锋面模拟

用非静力平衡二维中β－γ尺度大气模式，选取１９８７年欧洲的一次冷锋过程为个例，以法国的静力平衡模式的模拟结果为初始场，选用５ｋｍ，２５ｋｍ，４５ｋｍ３种水平格距进行了水平范围为２０００ｋｍ的模拟，结果表明：（１）中尺度非静力平衡模式应用非均匀初始场，而不加人为的初始扰动是可行的；（２）扰动量的初始场中π′的精度要求很高，应严格符合静力平衡条件，否则就会产生严重误差，甚至在一个时步内改变垂直速度；（３）５ｋｍ，２５ｋｍ，４５ｋｍ３种格距的对比模拟表明，５ｋｍ格距的非静力平衡模式能模拟出锋面上的多个中β尺度对流，且垂直速度场分布与实际最接近，而后两种格距只能模拟出锋面上的大范围上升区，不能细致地描述锋面对流结构。

冷锋降雪后期宽雪带的微物理结构及降水增长过程

依据北疆一次冷锋降水后期宽雪带获得的飞机观测资料，根据雪带中的降雪粒子随高度的浓度分布和尺度分布，分析了雪带的微物理结构特征和降水增长过程。

黄河上游地区雷达测量降水与雨滴谱的对比分析

本文利用1999年7月4日～7月16日期间,由青海省人影办和有关科研单位的人员在黄河上游地区开展地面人工增雨试验获取的711数字化雷达资料、雨滴谱资料和地面降水自记资料,对黄河上游地区云层降水的微物理特征和雷达定量测量降水进行了初步的分析和研究。分析研究表明:黄河上河上游地区其雨滴谱分布以多峰型为主,降水的滴谱较宽,对实施人工增雨催化作业较有利,同时拟合出黄河上游地区层状云降水的Z—I关系,可以作为雷达定量测量层状云降水的参考。

混合相层状云系模式和中尺度低涡云系的实例模拟

在Ａｎｔｈｅｓｅｔａｌ．的中尺度模式基础上引入胡志晋的双参数层状云模式并重新编制了程序，构成一个包含三种水相态和比较详细云物理过程的三维层状云系模式。为保持在较长时步中计算的稳定和精度，对微物理过程的计算采用混合格式，少数过程采用时间分裂格式，在相变过程的处理上设计了同时计算不同相态相变的参数化方案，按Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方法设计了粒子下落格式。用干模式、积云参数化模式、两相显式模式和本文模式对两个中尺度低涡个例作了模拟，对比分析不同模式的模拟能力。结果表明本文模式对涡环流结构、云场和降水分布的摸拟比其他模式更合理，更接近实况。

沙暴天气下大气中沙尘粒子空间分布特点及其微结构

根据对一次在阿拉善沙漠及其附近地区发生的沙尘暴天气下大气沙尘粒子的飞机观测资料,分析了3600m 以下各层的沙尘含量、粒子谱、云凝结核浓度;讨论了该次沙暴天气下沙尘垂直输送的原因及向下游传输的可能范围和不同距离处的相对沉沙量。

新疆冬季降雪微结构及其增长过程的初步研究

1982年冬季在新疆乌鲁木齐地区,利用飞机、雷达、雪晶观测等手段对降雪云的微结构及雪粒子的增长过程进行观测。三次个例的分析结果表明:70％以上的雪水量是在2000m以下的低层产生的,云中存在高达60个L^(-1)的冰晶浓度高值区,云中已无液态水,据此推测凝华—聚并是雪增长的重要过程。文中还对高空锋面附近的雪带微结构及其做为引晶云的特征进行了阐述。

飞机积冰环境下的液态水含量及滴谱个例分析

本文就1986—1987年冬季,国产Y-12型飞机在新疆地区进行飞机防、除冰试验期间所获得的资料,进行了个例分析,对影响飞机积冰的液态水含量、体积中值直径和滴谱等气象因素的水平和垂直分布进行了讨论。

北疆冬季降水的中小尺度结构与人工增水作业潜力和自然条件探讨

本文分析了1984年冬季北疆4次降水过程(11月21日、11月28日、12月1日、12月9日)的雷达观测资料、加密探空和包括1983年几次过程的飞机穿云观测、地面雪强和雪晶微物理观测以及常规观测资料等。结果表明,该区气旋锋面降水过程由频繁有秩的中小尺度降水带构成。依据观测可将它们分为两类:地形降水带和系统降水带。本文还初步研究了降水结构和降水带的生成机制,并进一步探讨了降水带的可播性。从各种降水带微结构特点和地面降水特征得知,该区冬季人工增雪催化对象主要是无高空强引晶作用的锋下层积云和浅对流、波动、爬坡等动力作用产生的降水带。