层状云微物理属性垂直分布的季节变化——以新疆地区为例

利用CloudSat卫星资料2B-CLDCLASS和2B-CWC-RVOD数据集,分别揭示了层云与层积云的云粒子等效半径、数浓度及含水量等微物理属性的垂直分布特征及其季节变化规律。结果表明:层云所在的云层高度比层积云高,特别是春季,层云可以延伸到11.0 km处,而层积云云层所在高度最高出现在夏季,最高延伸到8.5 km处。层云中的冰水分布在1.0~11.0 km,液态水分布在0~9.0 km,而层积云的冰水和液态水均分布在0~9.0 km。层云与层积云的冰粒子等效半径、水云粒子数浓度、液态水含量呈现随云层高度的增加而减小的趋势,冰粒子数浓度随云层高度增加呈增大趋势,冰水含量呈峰值分布,峰值出现在6~10 km范围内。各季节层积云粒子等效半径、粒子数浓度及水含量的最大值均大于层云的对应值,从这方面看,层积云更适合作人工增水对象。

霾期间上海低层气溶胶微物理属性与地面相对湿度分析

用2007年1月至2010年11月美国国家航空航天局（NASA）的CALIPSO星载激光雷达资料,通过532 nm总后向散射系数、体积退偏比和色比,分析了上海地区霾期间低层0-2 km高度气溶胶微物理属性与地面相对湿度的关系。结果表明,当地面相对湿度为65%-80%时,后向散射系数在0-0.001 km^-1·sr^-1范围内出现的频率最大;当地面相对湿度为50%-65%时,后向散射系数大于0.001 km^-1·sr^-1的频率最大;低层大气中聚集的主要是规则气溶胶粒子,当地面相对湿度为65%-80%时,气溶胶粒子最为规则,其次为80%-95%的地面相对湿度。当地面相对湿度为50%-65%时,不规则气溶胶粒子所占比重较大;霾期间,低层大气中细粒子气溶胶均占主导地位,但随着地面相对湿度的增大,气溶胶粒子粒径逐渐增大。在地面相对湿度为80%-95%时,大颗粒气溶胶相对较多。

一次暴雨天气中云微物理属性的垂直分布特征

通过云微观物理属性垂直结构的分析,对了解降水形成机制和提高人工增水效率具有重要意义。以2007年7月9日至10日天山山脉一次暴雨过程为例,利用CloudSat卫星2B-CWC-RO数据集提供的冰粒子等效半径(IER)、水粒子等效半径(LER)、冰水含量(IWC)、液态水含量(LWC),对暴雨过程中云微观物理属性的分析表明,在暴雨过程中IER、LER、IWC、LWC的平均值分别为29.5 μm、13.9 μm、74.3 mg/m3、138.8 mg/m3。四个微物理量在低值段出现频率最高,中值段和高值段出现频率较少。在垂直高度上四个微物理量随高度呈单峰分布,在云层上部8~10 km出现较多,出现频率占整个云层的1/3。

基于多源探测数据对北京一次重污染天气的粒子微物理特征和热、动力机制分析

基于环境、气象、探空、AERONET、云高仪和卫星遥感多数据源对北京春季一次重污染过程的热、动力机制和粒子微物理属性展开研究。结果表明:(1)多源数据协同观测显示本次污染起源于中国西部,影响范围广泛,对北京构成了达6级的重度污染,PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度高达600μg/m3和1000μg/m^(3)。(2)MCD19A2 MAIAC AOD能很好地揭示本次污染起源、强度、输送和影响区域,MISR AOD显示本次污染粒子微物理属性具有大模态、非球形、非吸收型的特征。(3)CALIPSO显示,在1~4 km高度,退偏在0.1~0.5,色比在0.5~1.3均有分布,有“小退偏和大色比”现象。(4)AERONET数据显示,污染前、中、后AOD_550 nm值分别为0.9、2.0、0.2,AE_440-675 nm值分别为1.30、0.4、1.0,说明本次污染为PM_(2.5)和PM_(10)混合型污染。(5)探空显示本次污染大气层结非常稳定,各阶段有显著的热动力特征。污染爆发前(5月3日),上层大气潮湿且温度递减率小,低层大气干燥上升,构成对流空间。污染爆发期(5月4日),出现多层逆温,干燥大气下沉运动,受上层西风下层偏南风的动力配合。污染末期(5月5日),低层逆温消失,上层逆温层高度持续抬升,且空气干燥,深厚西风区风速持续加大,终结污染过程。(6)云高仪监测和EC模式结果表明5月4日大气稳定,边界层在空间上分布均匀,08:00大气边界层高度约1200 m,20:00约300 m。

新疆层云和层积云冰粒子属性的季节变化

利用CloudSat卫星资料,选取冰粒子的等效半径(IER)、数浓度(INC)、含水量(IWC),统计分析了层云、层积云微物理量的垂直分布和季节变化。层云/层积云小粒子(0~50μm)、中等粒子(50~80μm)、大粒子(≥80μm)出现频率分别为18.7%/16.3%、77.6%/62.6%、3.7%/21.2%。在IER垂直分布上,层云小、中等粒子在云层中部出现较多,层积云小粒子在云层上部出现较多,中等、大粒子在云层中部出现较多。层云/层积云INC低值段(0~50 L^(-1))、中值段(50~100 L^(-1))、高值段(≥100 L^(-1))出现频率分别为90.1%/76.5%、9.6%/19.5%、0.3%/4.1%。在INC垂直分布上,层云低、中值段在云层中部出现较多,层积云低、中值段分别在云层中部、上部出现较多。层云/层积云IWC低值段(0~50 mg·m^(-3))、中值段(50~100 mg·m^(-3))、高值段(≥100 mg·m^(-3))出现频率分别为96.7%/82.8%、3.2%/13.4%、0.1%/3.7%。在IWC垂直分布上,层云低值段在云层中部出现较多,层积云低、中值段分别在云层中部、上部出现较多。

新疆层状云冰粒子属性的垂直分布特征

层状云是新疆主要的降水云系,是开展人工增水作业的主要对象。利用2009～2010年Cloud Sat卫星2B-CLDCLASS和2B-CWC-RVOD数据集提供的云分类产品和冰粒子等效半径（IER）、冰粒子数浓度（INC）、冰水含量（IWC）三种微物理量,对新疆层状云季节变化的分析表明,层状云冬季云层厚度较薄为7 km,其他季节云层较厚为10 km。IER低（0～50μm）、中（50～80μm）、高（≥80μm）三种值段年出现频率分别为18.0%、72.9%、9.2%,INC低（0～50 L^-1）、中（50～100 L^-1）、高（≥100 L^-1）三种值段年出现频率分别为85.7%、12.7%、1.5%,IWC低（0～50 mg·m^-3）、中（50～100 mg·m^-3）、高（≥100 mg·m^-3）三种值段年出现频率分别为92.4%、6.5%、1.3%。在垂直高度上三种微物理量低、中值段出现频率随高度呈单峰分布,在云层中部出现较多。

Carburization of ferrochromium metals in chromium ore fines containing coal during voluminal reduction by microwave heating

Chromium ore fines containing coal (COFCC) can be rapidly heated by microwave to conduct the voluminal reduction, which lays a foundation of getting sponge ferrochromium powders with a lower content of C. Under the conditions of COFCC with n(O)-n(C) (molar ratio) as 1.00-0.84 and n(SiO2)-n(CaO) as 1.00-0.39, the samples were heated by 10 kW microwave power to reach the given temperatures and held for different times respectively. The results show that the low-C-Cr ferrochromium metal phase in the reduced materials forms before the high-C-Cr ferrochromium metal phase does. With increasing temperature the C content of ferrochromium metals is in a positive correlation with the content of Cr. The C content of ferrochromium metal in reduced materials is 0-10.07% with an average value of 4.68%. With the increase of holding time the Cr content in ferrochromium metals is in a negative correlation with the content of C, while the content of Fe changes in the contrary way. In the microwave field the kinetic conditions of carburization are closely related with the temperature of microwave heating, holding time and carbon fitting ratio.