过冷云风洞中初始冰晶的初步研究

本文着重研究了在过冷云风洞中,温度为-4——16℃,含水量为1.4gm^(-3),爆泡后增长45s的初始冰晶的一些特性。结果表明:(1)初始冰晶质量在-4——13℃有两个峰值,它们是-5.7℃时的1.8×10^(-8)g与-11.4℃时的6.3×10^(-8)g,而在-8.4℃和-13.0℃时出现的极小值分别为2×10^(-9)g和5×10^(-9)g.(2)初始冰晶的浓度值随着温度的降低出现三个递减的峰值,它们分别是-4.2℃时的1.30×10~7个/cm^3,-7.6℃时的7.80×10~6个/cm^3和-13.80℃时的4.54×10~6个/cm^3。(3)聚合率峰值出现在-8℃,其值为12/30。(4)在扩散增长阶段冰晶基面上6个轴a_(1-6)在由中心指向外沿方向上被吸收的水分子条件完全相同,当X_(CBal-6)>X_(CPal-6)时,初始冰晶则为规则板状;当X_(CBal-6)<X_(CPal-6)时,初始冰晶为规则柱状。

初始冰晶浓度对雷暴云微物理和起电过程的影响

为了研究雷暴云中高温区次生冰晶浓度对雷暴云微物理过程和电过程的影响,根据模拟个例的地理位置,更新了原有的三维强风暴动力-电耦合数值模式中的初始冰晶核化公式;并在模式中的-5℃温度层结上均匀播撒了3.0 km×3.0 km×0.5 km的低中高三组浓度的自然冰晶,从而影响了云中次生冰晶的产量。结果表明:1初始冰晶的播撒量与次生冰晶的产量呈正相关;2繁生冰晶的增加使得云中冰晶粒子分布区域向雷暴云上部发展,霰粒子分布区域向雷暴云下部发展,从而增加了雷暴云中冰晶和霰的混合区域;3高播撒的初始冰晶会改变闪电的出现时刻并使得闪电频次明显增多。模拟中算例2和算例3闪电分别增多了24.4%和46.9%。