层状云结构和降水机制研究及人工增雨问题讨论

总结了层状云及其降水物理研究的部分成果。在此基础上,讨论了层状云人工增雨的几个问题,提出用常规观测资料判断人工增雨条件的方法。具体结果如下:层状云结构是不均匀的。层状云系在垂直方向上具有分层结构。"催化—供给"云是降水性层状云的典型结构,"催化—供给"云相互作用是导致降水的主要过程。按微观结构可以将降水性层状云分成3层:冰相层、冰水混合层和液水层。冰相层是催化云,冰水混合层和液水层是供给云。层状云降水过程研究表明,对应于层状云或"催化—供给"云的3层宏观结构,发生着不同的微物理过程,粒子形成和增长过程也不同。冰相层的冰晶和雪,凝华是其主要增长方式,其次是雪与冰晶的聚合过程;雪(或聚合体)落入冰水混合层后,继续通过凝华增长或贝吉龙过程增长,同时撞冻过冷云水增长,有部分冰雪晶通过撞冻增长而转化成霰。在液水层,雪(或聚合体)霰开始融化,同时收集云暖区云水增长。冰相粒子的撞冻增长过程和凝华增长过程相比同样重要。层状云各层对降水的贡献不同。一般而言,对于"催化—供给"云,催化云对降水的贡献低于30%,供给云在70%以上。在以上研究的基础上,讨论了层状云人工增雨的问题。(1)"催化—供给"云结构有利于云水转化成降水,只有冰相层、冰水混合成和液水层相互"配合",才能形成有效降水。可以将"催化—供给"云作为层状云人工增雨催化的结构条件。(2)要选择降水形成以冷云过程为主的层状云催化,冰面饱和水汽量和过冷水含量要大些。(3)层状云人工增雨原理应该补充。降水形成不但经历贝吉龙-芬德森过程,冰水混合层的聚合和撞冻增长也是十分重要的过程。过冷水对于降水的形成非常重要,但冰面饱和水汽量对降水的形成也同样重要。最后,结合层状云的研究成果,提出用常规探测资料判别层状云人工增雨催化条件的方法:利用卫星云图和雷达回波判别"催化—供给"云的结构,用雷达RHI回波(在距离高度显示器上的回波)判别降水机制和液水层。