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成冰剂和吸湿性催化剂机载催化的气溶胶和CCN飞机观测试验分析
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作者 董晓波 麦榕 李军霞 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第8期985-994,共10页
为研究目前人工影响天气广泛使用的两类催化剂(成冰剂和吸湿性催化剂)在自然大气中燃烧后对气溶胶的影响,及其初生粒子的核化特性,利用搭载气溶胶和云凝结核(CCN)观测设备的增雨飞机设计开展了一次晴空成冰剂、吸湿性催化剂燃烧的尝试... 为研究目前人工影响天气广泛使用的两类催化剂(成冰剂和吸湿性催化剂)在自然大气中燃烧后对气溶胶的影响,及其初生粒子的核化特性,利用搭载气溶胶和云凝结核(CCN)观测设备的增雨飞机设计开展了一次晴空成冰剂、吸湿性催化剂燃烧的尝试性观测试验。结果发现,机载探测设备由于观测尺度范围受限未能检测到成冰剂燃烧前后气溶胶和CCN的微物理变化;吸湿性催化剂燃烧后,观测到气溶胶和CCN(0.3%过饱和度)粒子数浓度明显增加,分别达到1772.4 cm^(-3)和1809.01 cm^(-3),是燃烧前的4倍以上,粒子谱峰值是燃烧前的4.8倍;播撒产生的气溶胶粒子尺度范围在0.5μm以下,峰值直径从播撒前的0.17 m减小到播撒后的0.14 m。文章基于观测事实对焰条催化燃烧后成核率以及新型催化方式进行了探讨,试验方法可为更深入研究催化剂以及各种复合燃剂燃烧后产生粒子的物理和化学特性提供参考,研究成果可为云催化模式特别是暖云催化模型的建立提供客观的初始场数据支持。 展开更多
关键词 飞机观测 气溶胶 云凝结核 成冰剂 吸湿性催化剂
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A Review of Some Experimental Spray Methods for Marine Cloud Brightening
2
作者 Gary Cooper David Johnston +5 位作者 Jack Foster Lee Galbraith Armand Neukermans Robert Ormond John Rush Qin Wang 《International Journal of Geosciences》 2013年第1期78-97,共20页
Marine Cloud Brightening (MCB), should it ever need to be deployed, envisions the formation of 1017salt Cloud Condensation Nuclei (CCN) per second coming from each of several thousand vessels deployed worldwide. The c... Marine Cloud Brightening (MCB), should it ever need to be deployed, envisions the formation of 1017salt Cloud Condensation Nuclei (CCN) per second coming from each of several thousand vessels deployed worldwide. The creation of this many nuclei on such a vast scale, from micron- or submicron-sized seawater droplets, preferably mono-disperse, poses a considerable engineering challenge. Various existing or experimental spray methods were investigated for feasibility, resulting in the identification of a few with promising results. Electro-spraying from Taylor cone-jets, using either silicon micromachined long capillaries or short capillary polymer substrates attached to a porous substrate, appears to have the best potential for implementation of all the methods that have been investigated so far. 展开更多
关键词 MARINE cloud BRIGHTENING (MCB) cloud Condensation NUCLEI (ccn) TAYLOR Cone-Jet
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Weathering the Storm: Mitigating Hurricanes with Ground-Based CCN and Lightning
3
作者 Venkata Chaganti Murali Krishna Cheruvu 《Journal of Geoscience and Environment Protection》 2023年第12期13-27,共15页
This research introduces a groundbreaking methodology aimed at mitigating storm and hurricane intensity through the application of a ground-based, manually operated Cloud Condensation Nuclei (CCN) Generator. To meet t... This research introduces a groundbreaking methodology aimed at mitigating storm and hurricane intensity through the application of a ground-based, manually operated Cloud Condensation Nuclei (CCN) Generator. To meet the demand for more comprehensive context and rationale, this study explores the escalating challenges presented by the growing intensity of hurricanes, exemplified by Hurricane IAN (2022). The controlled release of environmentally friendly aerosols into the atmosphere, achieved by combusting selected wood pieces and organic edible materials, is a pivotal response to the escalating threat of extreme weather events. By generating CCN, the novel approach seeks to augment positive lightning in the eyewall, providing a potential solution to the intensification of hurricanes. Results illustrate the successful implementation of the methodology, with released aerosols effectively reaching the clouds for seeding, thus contributing to the modification of convection in the outer wall of Hurricane IAN and consequent intensity reduction. Rigorous experiments, incorporating considerations of various parameters such as wind patterns and the experimental location in Sarasota City, emphasize the scientific rigor applied to weakening Hurricane IAN. This comprehensive approach not only holds promise in mitigating hurricane intensity but also sheds light on the potential impact of cloud seeding in reducing the severity of future hurricanes, addressing a critical need for sustainable solutions to climate-related challenges. 展开更多
关键词 IAN 2022 Hurricane Mitigation LIGHTNING AEROSOL cloud Condensation Nuclei (ccn)
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华北地区一次气溶胶与浅积云微物理特性的飞机观测研究 被引量:11
4
作者 蔡兆鑫 蔡淼 +5 位作者 李培仁 李军霞 孙鸿娉 杨怡曼 任刚 高欣 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第2期393-406,共14页
2014年8月15日,山西省人工降雨防雹办公室在山西忻州开展了气溶胶和浅积云的飞机观测,本文利用机载云物理资料,详细分析了华北地区气溶胶、云凝结核(CCN)和浅积云微物理特性及其相互影响。主要结论有:(1)此次过程的边界层高度约为3600 m... 2014年8月15日,山西省人工降雨防雹办公室在山西忻州开展了气溶胶和浅积云的飞机观测,本文利用机载云物理资料,详细分析了华北地区气溶胶、云凝结核(CCN)和浅积云微物理特性及其相互影响。主要结论有:(1)此次过程的边界层高度约为3600 m,不同层结情况下,0.1~3μm尺度范围内的气溶胶粒子浓度N_(a)、有效直径D_(a)和CCN数浓度的垂直廓线明显不同,近地面Na可达2500 cm^(-3)。(2)CCN的主要来源为积聚模态、爱根模态或者核模态的气溶胶颗粒,0.2%过饱和度下,气溶胶活化率(AR)在各高度层的结果变化不大;0.4%过饱和度下,AR随着高度增加而降低。(3)后向轨迹模式分析表明,2 km以下的气溶胶主要来自于当地城市排放,由细颗粒污染物组成;2 km以上的气溶胶主要来源于中国西北和蒙古地区的沙漠,由亚微米沙尘组成,溶解度相对较低,可作为潜在的冰核。(4)本文细致分析了两块相邻浅积云(Cu-1和Cu-2)的云物理特性。Cu-1云底高度约4500 m,云厚约600 m,云体松散,夹卷较多;云中液态含水量(LWC)基本保持在0.5 g m^(-3),云粒子浓度Nc平均值为278.3 cm^(-3),云滴有效直径D_(c)整体在15μm以内;毛毛雨滴粒子浓度最大值为0.002 cm^(-3),云中几乎无降水粒子;粒子谱宽随着高度增加而增大,主要集中在30μm以内。Cu-2云底高度约3900 m,云厚约1200 m,云体密实;云中过冷水丰沛,LWC有多个超过1 g m^(-3)的区域,云顶附近出现冰晶,云中粒子从凝结增长状态直接进入到混合相态;积云内部粒子水平分布不均,同一高度N_(c)相差较大,最大可达1240 cm^(-3)。D_(c)随着高度增加而增大;粒子谱宽随着高度增加而拓展,最大可达1100μm,谱型由单峰向多峰转变;降水粒子和冰晶图像大多为霰粒子、针状和板状。 展开更多
关键词 气溶胶 ccn(cloud concentration nuclei) 浅积云 飞机观测
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黄山地区春夏季气溶胶离子组分及其对云微物理特征的影响 被引量:7
5
作者 秦彦硕 银燕 +1 位作者 杨素英 陈魁 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1334-1346,共13页
利用2009年5—8月在华东地区高山——黄山顶取得的气溶胶和云微物理参数观测资料以及同期气溶胶离子成分数据,结合多种化学组分气溶胶绝热气块分档云模式,研究了黄山地区多化学组分气溶胶对云凝结核和云微物理特征的影响。气团轨迹和气... 利用2009年5—8月在华东地区高山——黄山顶取得的气溶胶和云微物理参数观测资料以及同期气溶胶离子成分数据,结合多种化学组分气溶胶绝热气块分档云模式,研究了黄山地区多化学组分气溶胶对云凝结核和云微物理特征的影响。气团轨迹和气溶胶离子成分的分析结果表明,3种气团影响着黄山地区气溶胶的化学组分,即北方大陆气团气溶胶富含CaCO3,局地污染气团气溶胶以可水溶性无机盐((NH4)2SO4、NH4NO3)为主,而变性混合海洋性气团气溶胶中NaCl较多。数值模拟结果显示,在气溶胶谱一定时,不同天气形势下黄山气溶胶的化学组分的差异会对云微物理特征产生不同的影响。同一上升速度下实际多组分气溶胶模拟的云滴数浓度大于纯硫酸铵,主要体现在云滴谱第1个峰值3.3μm之前;气块上升速度低于0.7m/s时,含有较多不可水溶物质的混合气溶胶对云滴数浓度的影响较大;上升速度大于0.7m/s时,气块中可凝结水增多,海盐对云滴数浓度增加的效果更显著。多组分气溶胶模拟云滴谱较纯硫酸铵窄,其中,北方气团方案造成云滴谱变窄的程度高于混合气团方案;而模拟的云滴数目增多,造成云滴有效半径减小,云光学厚度和反照率增加,将会对暖云降水及辐射效应产生不同的影响。 展开更多
关键词 气溶胶 化学组分 云凝结核 云微物理特征
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黄河上游云凝结核观测研究 被引量:21
6
作者 黄庚 李淑日 +2 位作者 德力格尔 李仑格 王黎俊 《气象》 CSCD 北大核心 2002年第10期45-49,共5页
分析了 2 0 0 0、2 0 0 1年 8月在黄河上游的玛曲~河南县利用美国Mee公司的 1 30型云凝结核计数器观测的资料 ,讨论了凝结核的谱型 ,浓度随饱和度、天气状况及一些气象要素变化的关系 ,通过与其它地方观测结果的比较 ,可以看出在地表... 分析了 2 0 0 0、2 0 0 1年 8月在黄河上游的玛曲~河南县利用美国Mee公司的 1 30型云凝结核计数器观测的资料 ,讨论了凝结核的谱型 ,浓度随饱和度、天气状况及一些气象要素变化的关系 ,通过与其它地方观测结果的比较 ,可以看出在地表植被较好的黄河上游牧区 ,人类活动、污染较少 ,其自然凝结核少 ,浓度与青岛的测值相近 。 展开更多
关键词 黄河 云凝结核 凝结核计数器 人类活动 人工增雨 含水量 能见度
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云凝结核浓度对不同弗罗德数下形成的地形云和降水的影响 被引量:4
7
作者 郭欣 郭学良 付丹红 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期314-327,共14页
云凝结核(CCN)对云和降水的影响除与其物理化学性质密切相关外,还受到气象条件的影响,但此类研究较少。文中基于WRF中尺度数值模式,引入了表征大气层流速、层结稳定度和地形关系的湿弗罗德(Fw)数,研究揭示了CCN浓度的变化对不同Fw下形... 云凝结核(CCN)对云和降水的影响除与其物理化学性质密切相关外,还受到气象条件的影响,但此类研究较少。文中基于WRF中尺度数值模式,引入了表征大气层流速、层结稳定度和地形关系的湿弗罗德(Fw)数,研究揭示了CCN浓度的变化对不同Fw下形成的地形云和降水的影响。研究表明,当Fw≤1,接近临界流时,地形阻挡起主要作用,地形抬升和重力波作用主要发生在迎风坡一侧,主要形成层状云和向上游传播的浅对流波状云,降水主要发生在靠近山顶的迎风坡一侧。在此种情况下,CCN浓度升高对地形云和降水影响较小,当CCN浓度由100 cm^(-3)增至1000 cm^(-3)时,云滴含水量增大,但雨水含量减小,说明云粒子向降水粒子的转化效率降低,CCN浓度升高抑制了暖雨过程。但在云发展后期,云滴被上升气流带至高层形成过冷云滴,与雪粒子发生碰并形成霰粒子,使冰相物理过程有所增强。CCN浓度升高可导致20 h累积降水量减少10—15 mm,约减小7%—8%;当Fw>1时,CCN浓度升高会导致20 h地形云累积降水量减小超过50%,最大达到96%,导致地形云几乎不产生降水,而且降水量峰值位置向山顶后移动5—10 km。研究表明,降水显著减小的原因不仅与CCN浓度升高有关,过山气流产生的背风坡焚风效应也起了非常重要的作用。由于CCN浓度升高形成了大量云滴粒子,使雨滴形成效率显著降低,不能形成降雨的大量云滴被强过山气流快速带至下游背风坡区,由于背风坡下坡气流的绝热加热形成的焚风效应很显著,导致云滴和雨滴快速蒸发,使降水显著减小。这一结果可以解释在落基山脉、以色列及中国华山发现的地形降水减小30%—50%的现象,说明气象环境条件在气溶胶影响降水中起重要作用,污染气溶胶与背风坡焚风效应产生的叠加效应可造成地形云降水显著减小。 展开更多
关键词 云凝结核(ccn) 地形云和降水 焚风效应
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层积云覆盖的海洋边界层云详细微物理过程的数值模拟 被引量:7
8
作者 赵春生 石坂隆 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期87-95,共9页
文中建立了一个含显式分档的云微物理模式和辐射传输模式的一维 3阶湍流闭合模式 ,该模式可用于研究海洋边界层云中气溶胶和云的相互作用过程 ,同时提出了一种新的动力模式和微物理模式耦合方法 ,该方法可使动力模式中液态水相关项可以... 文中建立了一个含显式分档的云微物理模式和辐射传输模式的一维 3阶湍流闭合模式 ,该模式可用于研究海洋边界层云中气溶胶和云的相互作用过程 ,同时提出了一种新的动力模式和微物理模式耦合方法 ,该方法可使动力模式中液态水相关项可以直接由微物理模式变量计算得到。作为模式的初步应用模拟了 2 0 0 1年APEX/ACE Asia在西太平洋上所观测到的一个个例。 展开更多
关键词 云凝结核 气溶胶 海洋边界层 数值模拟
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三江源地区对流云吸湿性催化的数值模拟 被引量:4
9
作者 杨宗甄 陈宝君 银燕 《气象科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期9-17,共9页
采用二维分档对流云模式,模拟研究了不同的云凝结核(CCN)背景下三江源地区对流云及其降水的发展,以及吸湿剂的催化效果。结果表明:该地区对流云以冰相过程为主,霰粒子在降水发展过程中具有支配性的作用;初始CCN数浓度增加使降水延迟、... 采用二维分档对流云模式,模拟研究了不同的云凝结核(CCN)背景下三江源地区对流云及其降水的发展,以及吸湿剂的催化效果。结果表明:该地区对流云以冰相过程为主,霰粒子在降水发展过程中具有支配性的作用;初始CCN数浓度增加使降水延迟、降水量减少;催化效果在初始CCN数浓度较高的环境下更好;在云发展的早期,于云底上升气流区播撒吸湿剂,能够获得较好的降水增加效果;对催化结果起决定作用的是粗粒子,小粒子对催化起到负作用。这些结果表明,在合理的催化方案下对该地区作吸湿性催化能得到较为理想的增雨效果。 展开更多
关键词 云凝结核 对流云 吸湿性催化 分档云模式
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云模式中气溶胶物理过程参数化方案研究概述 被引量:9
10
作者 刘校辰 刘奇俊 《气象》 CSCD 北大核心 2006年第6期3-12,共10页
介绍了大气气溶胶的浓度、气溶胶的谱形等物理性质对云的微物理过程造成的影响以及目前云模式中常用到的一些气溶胶物理过程的体积水、分档等参数化方案,并评述了这些参数化方案各自的特点。提出了在设计气溶胶物理过程参数化方案时需... 介绍了大气气溶胶的浓度、气溶胶的谱形等物理性质对云的微物理过程造成的影响以及目前云模式中常用到的一些气溶胶物理过程的体积水、分档等参数化方案,并评述了这些参数化方案各自的特点。提出了在设计气溶胶物理过程参数化方案时需要注意和有待解决的几个问题,建议在设计气溶胶-云相互作用的模式时,要根据不同的研究目的选择合适的参数化方案。 展开更多
关键词 云模式 气溶胶 云凝结核 参数化方案
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西北地区气溶胶垂直分布及其对云微物理影响的飞机观测个例研究 被引量:1
11
作者 王研峰 冷文楠 +2 位作者 庞朝云 黄武斌 把黎 《高原气象》 CSCD 北大核心 2023年第4期1031-1043,共13页
气溶胶分布及其影响云微物理过程对地气系统的辐射平衡及区域乃至全球水循环产生复杂影响,也是气溶胶间接效应关注的热点和重点。利用2021年9月3日在西北地区开展的气溶胶和云的飞机观测个例资料,分析了气溶胶垂直分布及气溶胶与CCN、... 气溶胶分布及其影响云微物理过程对地气系统的辐射平衡及区域乃至全球水循环产生复杂影响,也是气溶胶间接效应关注的热点和重点。利用2021年9月3日在西北地区开展的气溶胶和云的飞机观测个例资料,分析了气溶胶垂直分布及气溶胶与CCN、云滴浓度的关系。结果表明:(1)气溶胶数浓度垂直变化为四层,各层间气溶胶数浓度、有效直径、尺度谱分布均存在明显不同,大气逆温层结对气溶胶垂直分布有重要影响;近地层气溶胶数浓度可达8183.2 cm^(-3)。(2)垂直方向上CCN与气溶胶数浓度之间有较好的线性正相关性。气溶胶活化比率(CCN/Na)较低,低于0.5,气溶胶尺度越大、浓度越低越容易活化成为CCN。(3)对空中CCN的活化谱进行拟合表明西北地区属于清洁大陆型核谱。(4)同高度云内气溶胶数浓度与云滴数浓度和LWC之间有很强的负相关性,相比云外,云内气溶胶浓度明显降低,气溶胶谱增宽,云滴数浓度和LWC均增加,有效直径增大,云侧边界受夹卷混合过程和云滴未过饱和蒸发的影响导致气溶胶数浓度增加和有效直径增大。(5)云下气溶胶与云滴数浓度之间为线性正相关关系,气溶胶转化为云滴的比率为35%;过饱和度0.6%条件下,云下CCN与云滴数浓度之间为线性正相关关系,CCN转化为云滴的比率为38%。 展开更多
关键词 气溶胶 云凝结核 云滴浓度 飞机观测 西北地区
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气溶胶与云相互作用的研究进展 被引量:56
12
作者 段婧 毛节泰 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期252-261,共10页
气溶胶和云在气候系统中扮演着重要角色,近年来随着人们对它们重要作用的深入认识,气溶胶与云的相互作用也逐渐成为气候研究的一个重要方向。对该领域的研究方法和近20年来国内外的相关研究做了全面回顾。飞机观测、卫星观测、以及观测... 气溶胶和云在气候系统中扮演着重要角色,近年来随着人们对它们重要作用的深入认识,气溶胶与云的相互作用也逐渐成为气候研究的一个重要方向。对该领域的研究方法和近20年来国内外的相关研究做了全面回顾。飞机观测、卫星观测、以及观测和模式模拟相结合3种研究方法被主要应用于该项研究。大量观测和模拟都证明了气溶胶对辐射、云滴以及降水的影响;云凝结核作为气溶胶和云相互作用过程中的重要环节,近些年在观测技术上有了较大进展,对相关理论的研究也随着观测水平的进步有了较大发展。我国在该领域的研究也从单一的观测资料分析逐渐转向模式模拟、多种方法综合分析。最后结合国内外研究进展,对该领域未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 气溶胶 相互作用 气溶胶间接效应 云凝结核
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巨盐核对云滴活化影响的数值模拟研究 被引量:2
13
作者 杨洁帆 雷恒池 张云 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期789-796,共8页
利用包含云凝结核(CCN)与巨核(GCCN)的核化,云滴凝结和碰并增长的分档气块模式模拟研究了不同的CCN数浓度、上升气流速度、CCN中值半径以及云底温度等情况下GCCN对CCN活化的影响,结果表明,在水汽供应相对充足的情况下GCCN对云滴活化数... 利用包含云凝结核(CCN)与巨核(GCCN)的核化,云滴凝结和碰并增长的分档气块模式模拟研究了不同的CCN数浓度、上升气流速度、CCN中值半径以及云底温度等情况下GCCN对CCN活化的影响,结果表明,在水汽供应相对充足的情况下GCCN对云滴活化数浓度的影响并不明显;而当水汽供应相对不充足时,增加GCCN至1cm-3的量级以上可以有效减少CCN的活化数浓度。在水汽供应不充分且其他条件相同的情况下,增大CCN的平均直径或是增加云底温度都可以使GCCN对云滴活化的抑制作用增强。对比分析不同的GCCN数浓度对清洁大气和污染大气云底以上300m高度处粒子谱型的影响可以看出,在水汽供应不充分的条件下加入GCCN,初始时刻CCN的数浓度对GCCN产生的大云滴数目及云滴谱宽的影响较小。在水汽供应相对充足的情况下,GCCN对CCN活化基本没有抑制作用,但此时在高过饱和度峰值下生成的大量小云滴争食水汽,反而导致云滴群凝结增长速度小于水汽供应相对不充足的情况,此时加入的GCCN可以先活化形成大云滴。 展开更多
关键词 ccn Gccn 分档模式 云微物理
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云凝结核对南京及周边地区夏季暴雨影响的数值模拟 被引量:2
14
作者 马红云 韩路杰 顾春利 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期897-907,共11页
利用WRF3.8.1模式,采用Thompson云微物理参数化方案,对南京2014年6月初的一次暴雨过程进行模拟;设置多组数值试验,从中选取清洁和严重污染两组试验,对比分析低、高云凝结核浓度对此次降水的影响。结果表明:1)Thompson方案对此次降水过... 利用WRF3.8.1模式,采用Thompson云微物理参数化方案,对南京2014年6月初的一次暴雨过程进行模拟;设置多组数值试验,从中选取清洁和严重污染两组试验,对比分析低、高云凝结核浓度对此次降水的影响。结果表明:1)Thompson方案对此次降水过程具有一定的再现能力,但对24 h累积降水量的模拟整体偏低,且随云凝结核浓度的上升,累积降水量增加。较高的云凝结核浓度有利于强降水中心强度增强、降水范围扩大,而对较弱降水中心则有相反的影响。2)云凝结核浓度的增加将抑制云滴向雨滴的转化,使更多云滴被输送到对流层中层,对流层低层的暖云过程被抑制。3)云凝结核浓度的增加使对流层中层的过冷云水增加,促进过冷云水向霰的转化,也促进雪的淞附过程,这有利于冷云过程的发展。4)云凝结核浓度的增加对暖云过程具有负反馈作用,对冷云过程具有正反馈作用。 展开更多
关键词 云凝结核浓度 云微物理参数化 暴雨
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基于离子配对法的黄山地区云凝结核闭合研究
15
作者 秦鑫 张晋广 +5 位作者 张泽锋 缪青 李鸿强 赵姝慧 全思航 马嘉理 《气象与环境学报》 2021年第1期82-90,共9页
为了对黄山地区云凝结核(Cloud Condensation Nuclei,CCN)进行闭合研究,2014年6月30日至7月28日在黄山光明顶对大气气溶胶理化性质和CCN数浓度进行观测,分析了气溶胶化学组分、谱分布以及CCN数浓度随时间变化的特征,通过κ-Kohler理论... 为了对黄山地区云凝结核(Cloud Condensation Nuclei,CCN)进行闭合研究,2014年6月30日至7月28日在黄山光明顶对大气气溶胶理化性质和CCN数浓度进行观测,分析了气溶胶化学组分、谱分布以及CCN数浓度随时间变化的特征,通过κ-Kohler理论并使用离子配对法计算得到CCN数浓度与观测得到的CCN数浓度进行对比。结果表明:计算与观测的CCN闭合结果较好,低过饱和度CCN闭合结果好于高过饱和度,过饱和度较低时低估了CCN数浓度,而过饱和度较高时则高估了CCN数浓度,由此说明气溶胶的化学组分数据对预测CCN数浓度至关重要,同时说明该方法可以实现CCN的闭合。考虑到40%水溶性有机碳(Water Soluble Organic Carbon,WSOC)对气溶胶粒子吸湿性影响,在较低过饱和度CCN闭合结果较好,但影响效果并不显著,尤其是在拟合结果相对较差的高过饱和度下基本没有影响。因此,气溶胶粒子中水溶性无机组分对CCN活化有重要影响,而含量较多、化学组分复杂并且吸湿性不确定的WSOC对CCN活化影响较为有限,这与一些研究得出无机组分对于气溶胶吸湿性的影响比具有复杂特征的有机组分更重要的结论相符合。 展开更多
关键词 云凝结核 闭合研究 化学组分 水溶性有机碳 黄山
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华北中部夏季气溶胶垂直分布及其与云凝结核和云滴转化关系的飞机观测研究 被引量:2
16
作者 李义宇 郭学良 +4 位作者 金莲姬 李培仁 孙鸿娉 赵德龙 马新成 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期845-858,共14页
气溶胶的时空分布及其核化成云的转化过程是云降水物理研究的重点,也是气候变化中气溶胶间接效应关注的热点问题。利用2013~2014年期间在华北中部山西地区开展的9架次夏季晴天和积云天气情况下的气溶胶、云凝结核(CCN)及云滴数浓度观测... 气溶胶的时空分布及其核化成云的转化过程是云降水物理研究的重点,也是气候变化中气溶胶间接效应关注的热点问题。利用2013~2014年期间在华北中部山西地区开展的9架次夏季晴天和积云天气情况下的气溶胶、云凝结核(CCN)及云滴数浓度观测资料,分析研究了气溶胶的垂直分布、谱分布、来源特征及其与云凝结核、云滴数浓度的转化关系。研究结果表明,大气边界层逆温层结对气溶胶、CCN垂直分布有重要影响,不同天气条件下气溶胶谱型在低层差异较大而高层基本一致;垂直方向上CCN数浓度与气溶胶数浓度有较好的相关性,过饱和度0.3%条件下CCN比率(云凝结核/凝结核)与气溶胶有效直径呈线性关系;积云云下气溶胶与云滴的线性拟合方程为y=1.3x-616.3,拟合相关系数为0.96,气溶胶转化为云滴的比率可达到47%。在过饱和度0.3%条件下,云下CCN与云滴的线性拟合方程为y=1.6x-473.8,拟合相关系数也为0.96,CCN转化为云滴的比率可达到69%。 展开更多
关键词 气溶胶 云凝结核(ccn) 云滴数浓度 飞机观测 华北中部
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气溶胶垂直分布及活化特性的飞机观测个例研究 被引量:6
17
作者 杨怡曼 周毓荃 蔡兆鑫 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第9期1199-1209,共11页
为了解气溶胶以及云凝结核(cloud condensation nuclei,CCN)活化谱的垂直分布特征,利用2014年7月30日在山西开展的机载和地面观测获得的气溶胶和CCN数据,分析研究了CCN活化谱函数(N=C·S^k)参数C和k的垂直分布规律和气溶胶的活化特... 为了解气溶胶以及云凝结核(cloud condensation nuclei,CCN)活化谱的垂直分布特征,利用2014年7月30日在山西开展的机载和地面观测获得的气溶胶和CCN数据,分析研究了CCN活化谱函数(N=C·S^k)参数C和k的垂直分布规律和气溶胶的活化特征。结果表明:本次过程气溶胶的垂直分层明显,不同区域气溶胶的垂直分布存在差异,按照位温变化特征自下而上可分为四层,气溶胶数浓度、有效直径和粒子谱等垂直分布特征和层结特性关系密切,CCN活化谱参数k受气溶胶的化学组分及粒子谱共同影响,四层的k值差异较大,其中第一层k值随着高度增大,最大值为1,第二层的k先减小后增大,在1700~2000 m处最低,为0.3,第三层的k变化不大,在0.8左右,第四层稳定到0.6。观测区域气团后向轨迹模拟结果显示:不同高度层气溶胶来源差异较大,1000和2000 m高度的气团分别来源于山西东南方向的华北平原和西侧的黄土高原,3000 m以上的高空气团来源于西北方的蒙古国。各层C、k结果与相应来源地的地面CCN活化谱的观测结果有较好的对应关系,气溶胶的性质与相应来源地的地面气溶胶性质较为一致。不同高度气溶胶来源差异是导致气溶胶分布以及CCN活化谱存在明显分层的原因。 展开更多
关键词 气溶胶 ccn 垂直分布 活化特性 飞机观测
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高污染下云凝结核对雨、雾滴谱的影响 被引量:2
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作者 方莎莎 韩永翔 +1 位作者 王瑾 张智 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2585-2590,共6页
利用气候基准站、云凝结核计数器、雾滴谱仪和雨滴谱仪等观测资料,分析威宁污染时期云凝结核(CCN)对雨雾滴谱的影响.结果表明:观测期间威宁CCN数浓度很高,S=0.2%、0.4%、0.6%和0.8%时的平均CCN浓度分别为2884、8003、10470、11685cm^(-... 利用气候基准站、云凝结核计数器、雾滴谱仪和雨滴谱仪等观测资料,分析威宁污染时期云凝结核(CCN)对雨雾滴谱的影响.结果表明:观测期间威宁CCN数浓度很高,S=0.2%、0.4%、0.6%和0.8%时的平均CCN浓度分别为2884、8003、10470、11685cm^(-3),与部分重污染城市相当;CCN有明显的日变化特征,分别在12:00、16:00和20:00出现峰值,与居民生活排放、火电源排放、湍流交换和气象条件等有关;利用N=CS^k式拟合威宁CCN活化谱,平均拟合参数C=14288cm^(-3),k=0.8,表明该地属典型大陆型核谱;威宁冬季云层薄、云顶低的云系特点提供了宏观天气背景,高浓度CCN是导致此次雨、雾过程弱,滴谱窄的重要微观条件. 展开更多
关键词 威宁 污染 云凝结核(ccn) 雨滴谱 雾滴谱
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2017年青岛冬季一次云凝结核观测的研究分析 被引量:5
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作者 綦佳佳 姚小红 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期10-19,共10页
2017年1月2—25日在青岛崂山区观测了云凝结核浓度(NCCN)及气溶胶数谱,分析了青岛冬季平均及不同天气下云凝结核浓度及活化率(AR)的特征。观测结果表明:在0.05%~0.6%过饱和度(SS)之间,NCCN变化范围为(1.1~6.4)×103 cm-3;AR变化范围... 2017年1月2—25日在青岛崂山区观测了云凝结核浓度(NCCN)及气溶胶数谱,分析了青岛冬季平均及不同天气下云凝结核浓度及活化率(AR)的特征。观测结果表明:在0.05%~0.6%过饱和度(SS)之间,NCCN变化范围为(1.1~6.4)×103 cm-3;AR变化范围为0.06~0.35。受局地汽车尾气排放的影响,凝结核浓度(NCN)和0.2%~0.6%SS下NCCN的日变化呈双峰型;AR日变化呈双谷型。不同天气之间NCCN及AR差别明显;0.2%SS下,NCCN从高到低的排序依次为雾霾、雾、霾、晴、雨、雪;AR的排序依次为雪、雾、雾霾、霾、雨、晴。而雾霾、霾天的活化率较高,这主要是因为气溶胶中含有相对较高比例的积聚模态颗粒物(大于100nm)。青岛观测期间平均及不同天气下的CCN活化谱均为典型大陆型。 展开更多
关键词 云凝结核 活化率 粒径分布 日变化
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云凝结核浓度对一次梅雨锋降水影响的数值模拟 被引量:1
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作者 鹿翔 王春明 陈浩伟 《安徽农业科学》 CAS 2016年第2期219-223,228,共6页
利用WRF模式(V3.6),采用WDM6双参数微物理方案对2012年7月2~3日江淮地区的一次持续性梅雨锋暴雨过程进行数值模拟,对不同初始云凝结核(CCN)浓度背景下的地面累积降水量和云中微物理过程进行对比分析。结果表明,初始CCN浓度在... 利用WRF模式(V3.6),采用WDM6双参数微物理方案对2012年7月2~3日江淮地区的一次持续性梅雨锋暴雨过程进行数值模拟,对不同初始云凝结核(CCN)浓度背景下的地面累积降水量和云中微物理过程进行对比分析。结果表明,初始CCN浓度在一定程度上影响了降水的微物理过程,进而影响降水量;当背景CCN浓度增加时,在降水前期引起云滴半径减小,云滴转化效率变低,抑制暖云降水,后期冷云过程得到加强,大量冰相粒子生成,最终导致降水增加。 展开更多
关键词 云凝结核 微物理方案 梅雨锋 降水 数值模拟
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