冻滴微物理过程的分档数值模拟试验研究

霰和冻滴是深对流降水的主要来源。由于二者密度差异造成的不同下落末速度必然会导致云微物理过程的变化以及降水时空分布的改变。我们在以色列特拉维夫大学二维轴对称对流云全分档模式的基础上,将水成物粒子从34档增加到40档,修改了霰和雪的密度,加入冻滴分档处理的微物理过程,发展了一个包括液滴、冰晶、雪、霰和冻滴更为详细的云微物理分档模式。利用改进后的模式模拟了一次理想的强对流天气过程,分析了改进模式与原模式模拟的云微物理量场以及水成物粒子的时空分布特征,模拟结果表明:(1)由于冻滴的产生,较大的下落末速度导致在云内-3°C至-8°C较早地出现了冻滴,并造成了大量的冰晶繁生。(2)冻滴形成前期,液态水中心区域位于垂直上升速度大值中心上方,形成液态水累积区;冻滴形成期,液态水累积区位于0°C层以上,雨滴冻结生成冻滴,霰与半径大于100μm的液滴碰并生成冻滴;冻滴增长期,在垂直上升气流的支撑下,冻滴碰并过冷水增长,导致冻滴含量增大,液态水含量减小。因此,改进模式能较好的模拟冻滴的形成过程,可以将该分档处理的微物理方案耦合到三维WRF(Weather Research and Forecasting model)模式中,更深入地研究强雷暴风切变在冰雹生成过程中的作用。

香蕉茎尖滴冻法保存中细胞的超微结构变化

应用透射电镜研究了香蕉茎尖滴冻法超低温保存中细胞超微结构的变化规律。结果表明:装载后,细胞液泡化程度降低,出现质壁分离。脱水处理使质壁分离程度加重,原生质体浓缩,一部分细胞的细胞壁、膜系统发生了不可逆的损伤;也有小部分位于分生组织区域的细胞结构虽然发生了变化,但程度不深,在恢复培养时会自动修复,并再生出植株。细胞严重伤害主要发生在脱水处理过程中,冷冻环节基本上不产生新的损伤。讨论了上述变化的可能机制。

应用茎尖滴冻法超低温保存香蕉资源研究(英文)

采用正交试验探讨了滴冻法中装载液处理时间、玻璃化溶液处理时间和过渡培养时间的最优组合：另外还研究了不同冰冻保护剂、茎尖大小、恢复培养基中大量元素浓度对滴冻法保存效果的影响。通过试验筛选出了最佳的滴冻法保存方案：剥取含有1～2个叶原基的茎尖，长约1．5～2．5mm，先在室温下用装载液预处理20～120min．再用玻璃化溶液PVS2于0℃下处理30～50min，接着将PVS2溶液滴于铝箔上，每个液滴中放一个茎尖，迅速投入液氮。保存1h后，将铝箔取出投入卸载液（Suc．1．2mol·L^-1＋MS）中快速解冻。15min后取出茎尖，用滤纸吸去水分，转入过渡培养基上（Suc 0．3mol^-1＋MS）暗培养24h。再转到恢复培养基上，暗培养1周后转移到光下常规培养。采用滴冻法成功保存了分属于5个基因组型的15份香蕉资源，每种基因组型的平均成活率为：AAA78．0％．AAB57．8％．ABB72．1％，AA43．3％，野生蕉42．2％。

应用改良滴冻法超低温保存两种柿属植物的研究

以君迁子(Diospyros lotus L.)和柿(D.kaki Thunb.)组培苗茎尖为试材,对影响超低温保存效果的主要因素,如低温锻炼方式、预培养条件、PVS2(30%甘油+15%乙二醇+15%二甲基亚砜+0.4mo1/L蔗糖)处理时间等进行了研究。建立了2种柿属植物的超低温保存程序:(1)切取1cm左右试管苗梢段继代到1/2MS(KNO3和NH4NO3减半)培养基中,交替低温[昼(25±1)℃、夜(4±1)℃]锻炼6周;在含0.5mol/L蔗糖的1/2MS培养基上预培养5d,20℃下装载液(2.0mo1/L甘油+0.4mol/L蔗糖)过渡10min,0℃下PVS2处理1.5h;(2)投入液氮保存;(3)40℃水浴化冻,洗涤5～6次后接种于含1.0mg/LTDZ、0.6g/L可溶性PVP、30g/L蔗糖和7.0g/L琼脂的培养基(作者在优化柿属植物离体培养体系试验中获得)上暗培养1周,转入25℃,1500lx培养室。按照上述程序培养,‘鄂柿1号’、‘湘西甜柿’和君迁子的成活率分别为79.6%、67.4%和60.9%。

冰雹云中微物理过程研究

摘 要 利用三维冰雹云模式通过实例模拟研究了云中冰相物理过程，结果表明、云中粒子产生有一源地，在雹云发展阶段早期，霰、冻滴、雹和雨水的极大产生率都位于6.0km高度附近，这里是雹胚及冰雹形成的源区，从“利益竞争”概念出发，人工防雹的催化部位应在此高度附近；粒子产生高度与其源项发生高度及主要增长方式有关，粒子产生和增长过程在云的发展不同阶段也是不同的。在冰雹形成过程中，作为雹胚的霰和冻滴主要通过撞冻过冷水增长。撞冻增长占增长量的大部分，云中存在丰富的过冷水对冰雹胚胎和冰雹形成，增长都是十分重要的。在“冰晶-过冷水-雹胚-冰雹”这一链环中，没有过冷水参与很难形成强烈降雹。通过两例雹云的对比研究，发现若雹云云底温度降低和湿度增大，由于霰撞冻过冷水尤其是撞冻过冷云水增长量大幅度提高，霰的尺度加大，提高向冰雹的转化率，使霰胚数量大大增加。

旬邑冰雹云的数值模拟及累积带特征

在中国科学院大气物理研究所三维完全弹性冰雹云模式的基础上 ,把雨滴冻结过程作了进一步改进 ,增加了雨滴冻结成霰的过程。并利用改进后的模式模拟了陕西省旬邑县 1 999年 7月 1 7日的冰雹云个例 ,发现该例雹云中冰雹胚胎主要是冻滴 ,在雹云发展的初期阶段雹云中存在过冷雨水累积带 ,并且该处是雹胚产生的主要区域 ,雹块的增长主要通过雹与云水的碰并过程增长。对旬邑县 1 997～ 1 999年 1 4例冰雹云过程的模拟结果表明 ,旬邑冰雹云中冰雹胚胎以冻滴为主 ,绝大多数冰雹云都存在过冷雨水累积带 ,累积带维持时间约 6min ,厚度 4km左右。

低过冷雨水含量天气过程冰雹形成机制及催化机理模拟

利用三维全弹性冰雹云模式,对2008年5月24日山东境内一次受高空冷涡影响的大范围冰雹天气过程进行模拟,分析了冰雹的形成机制和催化防雹机理。结果表明:该过程过冷雨水中心位于最大上升气流中心下方,不存在过冷雨累积区,过冷雨水含量最大值仅为4.9 g m^(-3),但雹云中过冷雨水含量仍然丰富,对雹胚的形成及增长起着重要作用。雹胚以冻滴为主,冻滴胚来源于冰雪晶与过冷雨水碰撞冻结以及雨滴核化过程。冻滴形成后主要以碰并过冷雨水、云水增长。冻滴胚自动转化过程是冰雹数量、质量的主要来源;冰雹形成后,前期主要靠碰并冻滴、霰和过冷雨水增长,后期主要靠碰并过冷云水增长。催化试验表明,播撒57.5 g催化剂足以通过"竞争"减雹50%以上,增加Ag I剂量,防雹的同时能够兼顾增雨。催化剂用量为230 g时,催化后液态降水有所增加,固态降水量及占总降水量的比例减少显著,特别是冰雹。Ag I主要以凝华核的作用产生人工冰晶,冰晶凝华增长导致过冷云水、雨水含量降低。催化后雹胚特别是冻滴胚数量增多,对过冷云水、雨水的竞争增强;其平均尺度、质量的减小,降低了向冰雹的转化率。冰雹碰并过冷云水、雨水增长过程被减弱,导致冰雹总质量进一步减少,达到消雹目的。