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一次冰雹过程及雹云物理结构的数值模拟研究 被引量:24
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作者 付烨 刘晓莉 丁伟 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期546-557,共12页
利用常规高空、地面观测资料和多普勒雷达资料,采用中尺度数值模式(WRF),对发生在浙江省的一次冰雹天气过程进行了综合分析和数值模拟,从气流、温度结构以及雹云中的各类微观物理量的时空变化分析了此次冰雹过程的宏微观演变特征及形成... 利用常规高空、地面观测资料和多普勒雷达资料,采用中尺度数值模式(WRF),对发生在浙江省的一次冰雹天气过程进行了综合分析和数值模拟,从气流、温度结构以及雹云中的各类微观物理量的时空变化分析了此次冰雹过程的宏微观演变特征及形成机制。结果表明,该次强对流天气是在大尺度动力不稳定、热力不稳定的环境场和上干下湿的不稳定层结下发生发展的,边界层中尺度辐合线作为抬升触发机制释放不稳定能量。模式模拟得到的地面累积降水和雷达反射率因子与实况基本符合;模拟的水汽辐合区、能量锋区以及雷达反射率因子高值区接近辐合线。模拟的雹云属多单体风暴,具有明显的合并发展特征;霰(雹胚)通过雪晶的碰冻过程及过冷雨滴冻结产生,后碰并增长转化形成冰雹,冰雹通过碰冻过冷水滴和碰撞收集冰雪晶快速增长,最终降落至地面。其中,雹云内的过冷雨水累积带对霰及雹的产生及增长至关重要。 展开更多
关键词 强对流天气 冰雹 物理结构 物理机制 WRF 数值模拟
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基于WRF模式和CloudSat卫星资料对黄淮下游一次强对流天气过程的诊断分析和数值模拟 被引量:15
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作者 况祥 银燕 +1 位作者 陈景华 肖辉 《气象科学》 北大核心 2018年第3期331-341,共11页
利用Cloud Sat卫星资料和WRF中尺度模式,结合NCEP再分析资料及FY2G静止气象卫星资料,研究了发生在黄淮地区的一次深对流天气过程,分析了此次过程的天气特征、动力结构,重点分析了该次强对流过程中各水成物的时空演变特征。结果表明:(1)... 利用Cloud Sat卫星资料和WRF中尺度模式,结合NCEP再分析资料及FY2G静止气象卫星资料,研究了发生在黄淮地区的一次深对流天气过程,分析了此次过程的天气特征、动力结构,重点分析了该次强对流过程中各水成物的时空演变特征。结果表明:(1)黄淮下游地区处于副高西北边缘,温度高,湿度大,对流潜势好。在地面冷锋和低层切变线的抬升触发下,气流不断辐合上升,同时高层冷平流与低层暖湿空气为强对流的发展提供了热力不稳定条件;(2)使用静止卫星TBB产品可以很好的定位、追踪深对流系统,但单一的TBB产品无法分辨深对流云和较厚的高云。本文结合Cloud Sat卫星资料和TBB产品把剖面上的云分为3种:非对流云(NDC),一般深对流云(DC),深对流核(DCC);(3)深对流云核(DCC)位于对流系统南部边缘,在3种云中DCC中冰相粒子粒径大、数浓度多、冰水含量大,且其最大值区域都位于12 km高度附近,这一区域可能是对流云内冰晶凝华增长、凇附增长、聚并增长形成大冰相粒子的关键发生区;(4)耦合了NSSL双参方案的WRF模式对于本次过程体现了较好的模拟效果,并通过模拟再现了此次天气过程中水成物的分布特征,发现本次过程深对流云中存在过冷水累积带特征。冰核核化形成的冰晶通过碰并过程形成雪晶,霰又由雪晶碰撞冻结过冷水滴以及过冷雨滴冻结产生,之后不断增长转化形成冰雹,雹增长到足够大后降落,其中雪晶和过冷水累积带对霰(雹胚)及雹的产生及增长至关重要。 展开更多
关键词 深对流 物理结构 CLOUDSAT WRF
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山东降水云系微物理结构数值模拟和播云条件分析 被引量:9
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作者 龚佃利 王俊 刘诗军 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第4期723-730,共8页
利用MM5V3.5中尺度数值模式和现有基本气象业务资料,对主要影响山东的2003年4月17日春季暴雨和2002年10月24~25日秋季冷锋降水过程进行数值预报,在预报效果较为理想的基础上,利用模式输出资料,特别是利用Reisner霰方案计算的云水... 利用MM5V3.5中尺度数值模式和现有基本气象业务资料,对主要影响山东的2003年4月17日春季暴雨和2002年10月24~25日秋季冷锋降水过程进行数值预报,在预报效果较为理想的基础上,利用模式输出资料,特别是利用Reisner霰方案计算的云水、雨水、冰晶、雪和霰比含量数值,分析了中尺度对流云系不同发展阶段、冷锋层状云系不同部位的云降水微物理结构特征和差异,展示了背景场动力、热力和水汽输送等条件在云降水过程中的主导作用,并分析了降水云层可进行人工催化的条件。 展开更多
关键词 物理结构 降水条件 数值模拟 催化
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一次高原强降水过程及其云物理结构的数值模拟 被引量:9
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作者 马恩点 刘晓莉 《气象科学》 北大核心 2018年第2期177-190,共14页
本文利用中尺度WRF数值模式,对2010年8月7—8日发生在青藏高原东部一次强降水过程进行数值模拟,利用常规观测资料、FY卫星云图和数值模拟结果对此次强降水过程的宏微观演变特征和降水机制进行分析。本次模拟选用Milbrandt-Yau(MY)微物... 本文利用中尺度WRF数值模式,对2010年8月7—8日发生在青藏高原东部一次强降水过程进行数值模拟,利用常规观测资料、FY卫星云图和数值模拟结果对此次强降水过程的宏微观演变特征和降水机制进行分析。本次模拟选用Milbrandt-Yau(MY)微物理方案,有较为完整的双参数计算过程,较为全面地考虑了各类云物理过程,对云微物理结构的描述和处理精细而复杂。结果表明,此次强对流降水发生在副热带高压与南亚高压相连、中高纬短波槽分裂南下、并与西南暖湿气流相遇形成低涡切变线的有利天气形势下,西南暖湿气流带来大量水汽、降水区存在大量不稳定能量、以及低层辐合高层辐散的高低空配置为暴雨发生发展提供了必要条件。WRF模式较好地模拟出了此次强降水过程的降水落区、降水中心和降水量级,对青海平安和甘南上空云团合并过程、强对流云团范围也模拟较好。对云微物理结构的分析结果表明,此次对流云降水为冷云降水,暖层浅薄,冰相粒子丰富,其中霰粒对过冷水的碰冻能力最强,使得其含量远大于冰雪晶含量,其融化是雨水的主要来源。雪晶含量最少,或与其碰冻过冷水能力较弱有关。 展开更多
关键词 青藏高原 强降水 数值模拟 物理结构
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一次东北冷涡暴雨过程中尺度及云物理特征分析 被引量:4
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作者 任丽 马国忠 孙琪 《沙漠与绿洲气象》 2021年第6期31-39,共9页
利用WRF数值模式对2019年7月16日发生在东北冷涡底部的暴雨过程进行数值模拟,使用常规观测资料、卫星云图和数值模拟结果对此次暴雨过程的中尺度及云物理特征进行分析。结果表明:东西2个暴雨区分别由MCC和MCS活动造成的。MCC发展的环境... 利用WRF数值模式对2019年7月16日发生在东北冷涡底部的暴雨过程进行数值模拟,使用常规观测资料、卫星云图和数值模拟结果对此次暴雨过程的中尺度及云物理特征进行分析。结果表明:东西2个暴雨区分别由MCC和MCS活动造成的。MCC发展的环境具有低层更暖湿、高层干冷,对流不稳定更强,垂直风切变更大的特点,有利于酝酿更强的风暴。降水回波与地面辐合线同时出现,共同移动,两者有正反馈作用。与西部回波相对应的辐合线辐合更强,北侧偏北风风速更大,移动更快,对应的强降水范围更小、降水时段更集中。而东部暴雨区相对应的辐合线两侧风速均较小,呈准静止态,回波长时间在辐合线附近维持,列车效应形成暴雨,对应的强降水范围较大、持续时间更长。降水过程中霰和雪是对流云中主要的降水粒子,通过冷云增长;雨水的增长主要依赖于霰和雪的融化,其次还有暖云中云水的碰并增长。 展开更多
关键词 东北冷涡 辐合线 对流不稳定 数值模拟 物理结构
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山东秋季积层混合云云物理结构个例分析
6
作者 王俊 周毓荃 +2 位作者 龚佃利 盛日峰 周黎明 《安徽农业科学》 CAS 2012年第1期463-466,共4页
[目的]分析山东秋季一次积层混合云云物理结构。[方法]综合利用多普勒雷达资料、激光雨滴谱仪观测的雨滴谱资料、L波段探空秒数据以及其他常规资料,分析了2009年8月29日积层混合云云物理结构。[结果]这是一次典型的积层混合云降水过程,... [目的]分析山东秋季一次积层混合云云物理结构。[方法]综合利用多普勒雷达资料、激光雨滴谱仪观测的雨滴谱资料、L波段探空秒数据以及其他常规资料,分析了2009年8月29日积层混合云云物理结构。[结果]这是一次典型的积层混合云降水过程,主体降水持续10 h,雨强最大为6.5 mm/h,一般雨强<3.0 mm/h,雨强随时间有明显的起伏变化。雨滴浓度为5~300个,雨滴谱以双峰和多峰型为主。探空秒数据分析的云垂直结构显示,降水云以冷云为主,暖层发展不充分。多普勒雷达资料分析表明,整个降水过程可以分为4个阶段:降水前期、初始、发展成熟和减弱阶段,不同阶段的回波结构明显不同。[结论]该研究为探讨此次降水机制和人工增雨潜力奠定了理论基础。 展开更多
关键词 积层混合 物理结构 雨滴谱 多普勒雷达资料
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太行山东麓一次低槽冷锋降水云系云物理结构和作业条件的飞机观测研究 被引量:14
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作者 孙玉稳 董晓波 +11 位作者 李宝东 段英 胡向峰 杨洋 吕峰 樊荣 康增妹 王建恒 赵孝伟 杨永胜 范浩 李德俊 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第5期971-982,共12页
2017年5月22日河北省出现一次低槽冷锋降水过程,河北省人工影响天气办公室利用机载粒子测量系统在太行山东麓区域对积层混合云进行了5次垂直探测。依据这些飞机探测资料结合石家庄天气雷达和邢台皇寺观测站的Ka波段云雷达资料分析了积... 2017年5月22日河北省出现一次低槽冷锋降水过程,河北省人工影响天气办公室利用机载粒子测量系统在太行山东麓区域对积层混合云进行了5次垂直探测。依据这些飞机探测资料结合石家庄天气雷达和邢台皇寺观测站的Ka波段云雷达资料分析了积层混合云的微物理结构和增雨作业条件。结果表明,降水云系出现在低槽槽前西南气流中,积层混合云由冷、暖云组成,云厚大于5 km,暖云厚度大于2 km,冷云厚度大于3 km,0℃层高度位于3577~4004 m,云底温度为15.4℃,云顶温度为-17℃。云内出现最强雷达回波达45 dBZ的对流雨核,人工增雨作业应在雷达回波强度不超过40 dBZ,且4000 m以上雷达回波强度不超过30 dBZ积层混合云区实施增雨作业。嵌入对流核的积层混合云中,5000 m以上冷云中上层过冷水含量达0.2 g·m^-3,比稳定的层状云中过冷水含量提高2~4倍;丰富的过冷水从雨核发展初期维持到雨核发展盛期,且该高度层是冰晶重要增长区,温度在-15^-5℃之间,适合催化作业。 展开更多
关键词 积层混合 垂直探测 物理结构 粒子谱
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一次积层混合云云系微物理结构数值模拟与增雨条件分析 被引量:11
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作者 唐林 李琼 +3 位作者 黎祖贤 蔡淼 蔡荣辉 高沁 《干旱气象》 2020年第1期100-108,共9页
采用耦合中国气象科学研究院CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)研发的云参数方案的MM5中尺度模式对2013年8月13日湘南地区受"尤特"台风外围云系影响的一次典型积层混合云降水过程进行数值模拟,分析此次天气... 采用耦合中国气象科学研究院CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)研发的云参数方案的MM5中尺度模式对2013年8月13日湘南地区受"尤特"台风外围云系影响的一次典型积层混合云降水过程进行数值模拟,分析此次天气过程云微物理量的时空分布特征以及人工增雨作业最佳时机和位置。结果显示,各种水成物混和比随时间变化趋势基本一致,均呈单峰型,最大值都出现在13日14:00左右;在云系整个发展过程中,各类水成物水平分布不均匀,积云部分呈明显块状分布,随着云系发展,水成物混合比大值区有明显的西移趋势;在云系发展成熟阶段,云水经向分布范围不大,约60 km,各类水成物在垂直方向吻合很好,云水垂直发展很旺盛,有过冷水存在;雨水和霰的分布对应很好,说明此次过程霰的融化是雨水的主要来源。积层混合云的发展前期450 h Pa附近最有利于人工增雨催化。 展开更多
关键词 积层混合 物理结构 数值模拟 人工增雨 卫星反演
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河北省一次降水云系云物理结构的飞机探测研究 被引量:10
9
作者 康增妹 李忠亮 +3 位作者 刘伟 董晓波 麦榕 孙玉稳 《气象与环境学报》 2019年第4期1-7,共7页
利用机载粒子测量系统资料、天气雷达和Ka波段云雷达资料,分析了2017年5月22日河北省一次低槽冷锋降水过程积层混合云的微物理结构。结果表明:降水云系出现在低槽槽前西南气流中,积层混合云为大范围的层状云系中镶嵌大量对流云核结构,0... 利用机载粒子测量系统资料、天气雷达和Ka波段云雷达资料,分析了2017年5月22日河北省一次低槽冷锋降水过程积层混合云的微物理结构。结果表明:降水云系出现在低槽槽前西南气流中,积层混合云为大范围的层状云系中镶嵌大量对流云核结构,0℃层高度位于3577—4004m,随降水过程发展0℃层高度降低,嵌入的对流加强将抬升云顶高度。云内粒子浓度随云内对流的发生和加强而提高,云粒子浓度从1.8×10^5L^-1上升至5.0×10^5L^-1;云内过冷水含量大幅提高,从0.05g·m^-3上升至0.60g·m^-3,冷云中上层过冷水含量可长时间维持在0.20g·m^-3,中上层过冷水占比达60%。对流发生和加强可提高冰晶粒子增长速度,弱对流区冷云低层出现冰晶粒子浓度爆发增长区,强对流区冷云中上层成为冰晶粒子浓度快速增长区;最大降水粒子直径从8000μm增长至10000μm以上,直径在10000μm以上降水粒子谱分布区域从云底向中上层拓展。 展开更多
关键词 积层混合 垂直探测 物理结构 粒子浓度谱
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2007年秋季河北地区云微物理结构的飞机探测分析 被引量:10
10
作者 张瑜 银燕 +2 位作者 石立新 段英 吴志会 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第2期530-537,共8页
利用2007年飞机探测资料,对河北地区云微物理结构进行了分析。结果表明,高层云底部云滴数大于中上部,随高度增加粒子直径增大。最大云中液态水含量为0.25g.m-3,底层平均云中液态水含量为0.025g.m-3。层积云中上部数浓度高于底部,云滴数... 利用2007年飞机探测资料,对河北地区云微物理结构进行了分析。结果表明,高层云底部云滴数大于中上部,随高度增加粒子直径增大。最大云中液态水含量为0.25g.m-3,底层平均云中液态水含量为0.025g.m-3。层积云中上部数浓度高于底部,云滴数浓度变化范围为10~80cm-3,云滴平均直径为7.56μm,总趋势随高度增加云滴直径先增大后减小。云滴谱变窄、双峰消失与含水量的起伏有一定的关系。综合增雨作业资料,发现有时预设的飞机作业高度并不是十分合理,在飞机性能条件允许的情况下,可以适当提高或降低作业高度,人工增雨的效果可能更好。鉴于作业层的温度,9月29日和13日可以考虑使用液氮或液态CO2等制冷剂进行催化。 展开更多
关键词 物理结构 飞机观测 人工增雨
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青藏高原夏季对流云微物理特征和降水形成机制 被引量:9
11
作者 常祎 郭学良 +2 位作者 唐洁 卢广献 亓鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期720-734,共15页
青藏高原对我国天气、气候和水循环过程有重要影响。利用第三次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅲ)2014年7月在那曲地区的飞机观测数据,研究青藏高原夏季对流云和降水的微物理特征及降水形成机制。飞机探测的云系主要为初生或发展阶段的冰... 青藏高原对我国天气、气候和水循环过程有重要影响。利用第三次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅲ)2014年7月在那曲地区的飞机观测数据,研究青藏高原夏季对流云和降水的微物理特征及降水形成机制。飞机探测的云系主要为初生或发展阶段的冰水混合云,云滴数浓度低于平原、海洋地区1~2个量级,云内存在大量大云滴和雨滴,过冷水含量高。大粒子(D≥50μm)数浓度量级为10^(0)~10^(1) L^(-1),云内上升气流速度集中在1~4 m·s^(-1)。青藏高原云滴谱主要呈双峰型,云内冰相粒子多为密实、不透明的霰粒子,云内凇附过程显著。云内暖雨过程产生的大云滴和雨滴有利于冰相过程,尤其是凇附过程的产生,使得青藏高原云更易产生降水。此外,残留云系与对流云有着较为类似的微物理特征。 展开更多
关键词 青藏高原那曲地区 飞机观测 物理结构 降水形成特征
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对梅雨锋降水云微物理结构的摄像探空观测和分析 被引量:5
12
作者 杨静 王鹏云 +1 位作者 杨绍忠 徐宝祥 《气象》 CSCD 北大核心 2002年第2期3-8,共6页
利用球载摄像探空仪对梅雨锋降水云微物理结构进行了观测 ,得到云中 5种类型粒子 (冰晶、霰、雪片、冻滴、雨滴 )直径、数浓度、质量浓度的垂直分布及各高度层上的温、压、湿分布。对观测结果的分析表明 :在梅雨锋雨带的对流云团中 ,冰... 利用球载摄像探空仪对梅雨锋降水云微物理结构进行了观测 ,得到云中 5种类型粒子 (冰晶、霰、雪片、冻滴、雨滴 )直径、数浓度、质量浓度的垂直分布及各高度层上的温、压、湿分布。对观测结果的分析表明 :在梅雨锋雨带的对流云团中 ,冰晶、霰和雪片对降水形成起着重要作用。 展开更多
关键词 梅雨锋降水 物理结构 摄像控空观测 摄像探空仪
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基于飞机观测的华北降水云系上升气流区微结构研究
13
作者 王心怡 牛生杰 +3 位作者 吕晶晶 王元 靳雨晨 邬昊鹏 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期431-444,共14页
上升气流是成云致雨的基本条件之一。本文利用河北省2017年5月一次层积混合云的机载云物理探测系统测量资料,研究了云中上升气流速度分布,云微结构特征以及二者的相关性。结果表明:云中上升气流速度随高度呈抛物线型分布,云底部较小(0.7... 上升气流是成云致雨的基本条件之一。本文利用河北省2017年5月一次层积混合云的机载云物理探测系统测量资料,研究了云中上升气流速度分布,云微结构特征以及二者的相关性。结果表明:云中上升气流速度随高度呈抛物线型分布,云底部较小(0.75±0.52 m s^(−1)),云中部最大(3.64±2 m s^(−1)),云顶部最小(0.32±0.29 m s^(−1));发现随高度增加,云中上升气流区内冰粒子形状依次以片状、针状、柱状为主;暖云上升气流区中,上升气流速度与液态含水量正相关,相关系数为0.61;强垂直气流条件下云滴数浓度、最大云滴尺度大于弱垂直气流相应的数值,强垂直气流云粒子谱更符合Г函数分布。 展开更多
关键词 降水 飞机观测 上升气流区 物理结构
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一次层状云弱降水过程的机载Ka波段云雷达探测特征分析
14
作者 孙国德 蔡兆鑫 +2 位作者 张佃国 王烁 易田 《海洋气象学报》 2024年第3期107-114,共8页
利用2019年11月17日一次层状云系弱降水过程中获取的机载Ka波段云雷达(Ka-band precipitation cloud radar,KPR)和云粒子测量系统(droplet measurement technologies,DMT)资料,将利用云粒子谱正演得到的雷达反射率因子(Z_(c))与KPR探测... 利用2019年11月17日一次层状云系弱降水过程中获取的机载Ka波段云雷达(Ka-band precipitation cloud radar,KPR)和云粒子测量系统(droplet measurement technologies,DMT)资料,将利用云粒子谱正演得到的雷达反射率因子(Z_(c))与KPR探测值(Z_(m))进行对比,并对影响两者偏差的成因进行探讨分析。结果发现:(1)在层状云内部,Z_(c)与Z_(m)有很好的一致性,两者之间的偏差和均方根偏差分别为4.1 dBZ和4.3 dBZ。(2)在KPR径向速度变化和速度谱宽较大的区域,或在云层比较薄的区域,Z_(c)与Z_(m)之间的偏差和均方根偏差变大,但在雷达反射率因子的变化趋势上有较好的一致性。(3)云粒子数浓度(N_(c))、云粒子有效直径和云中液态水含量的变化均对Z_(c)与Z_(m)之间的偏差有一定的影响,但偏差总体控制在±10 dBZ范围内。随着N_(c)的增大,两者之间的偏差变小,当N_(c)>200 cm^(-3)时,偏差大于10 dBZ的时次极少。当有效直径在50~230μm、液态水含量在0.15~0.50 g·m^(-3)范围内时,Z_(c)<Z_(m);当有效直径大于230μm、液态水含量大于0.50 g·m^(-3)时,Z_(c)>Z_(m)。 展开更多
关键词 Ka波段雷达(KPR) 飞机观测 物理结构
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甘肃夏季不同天气系统层状云的微物理结构特征 被引量:5
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作者 庞朝云 张丰伟 +2 位作者 张建辉 黄山 杨瑞鸿 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期227-234,共8页
利用2006、2007年7—8月13架次的机载粒子测量系统实时探测资料,对甘肃省夏季不同天气系统层状云的宏微观物理特征进行了分析.结果表明,3种类型天气系统背景下,云粒子结构分布不均匀,在云滴浓度和谱型分布上有很大的差别.高原低槽型天... 利用2006、2007年7—8月13架次的机载粒子测量系统实时探测资料,对甘肃省夏季不同天气系统层状云的宏微观物理特征进行了分析.结果表明,3种类型天气系统背景下,云粒子结构分布不均匀,在云滴浓度和谱型分布上有很大的差别.高原低槽型天气背景下云粒子浓度较大,云中冰晶丰富,具有最大可播区;西北气流型背景下云粒子浓度大,且冰晶浓度较小,具有较大范围的强可播区;西南气流型背景下云滴和冰晶浓度均较小,可播区较小. 展开更多
关键词 夏季 飞机观测 物理结构 粒子谱 增雨潜力
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基于CloudSat探测的辽宁地区夏季云系特征 被引量:4
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作者 潘晓 李得勤 +3 位作者 公颖 徐迪 白华 崔锦 《干旱气象》 2020年第5期716-725,746,共11页
基于2007—2010年夏季CloudSat数据产品融合资料,对辽宁地区夏季单层和多层云系的发生概率、组成、垂直结构、微物理结构及相应的环境温湿特征进行研究。结果表明:(1)夏季辽宁地区主要由单层云组成,其次为双层云。单层云系主要由卷云和... 基于2007—2010年夏季CloudSat数据产品融合资料,对辽宁地区夏季单层和多层云系的发生概率、组成、垂直结构、微物理结构及相应的环境温湿特征进行研究。结果表明:(1)夏季辽宁地区主要由单层云组成,其次为双层云。单层云系主要由卷云和高层云组成,其次是高积云和深厚对流云。多层云系上层以卷云为主,双层云下层主要由高积云、高层云和层积云组成,而三层云多以中层为高层云和高积云、下层为层积云的组合出现。(2)多层云系中各云层的回波强度和云层厚度均小于单层云系。(3)单层云系和多层云系中各云层的微物理量(粒子数密度、有效半径、云水含量)平均廓线垂直分布类似,但多层云系平均值相对较小,且下层大于上层,这与组成云层的类型有关,其中深厚对流云最大,卷云最小。(4)有云条件下大气中水汽较晴空时更充足。白天,有云条件下近地面温度降低,夜晚则相反。 展开更多
关键词 CLOUDSAT 单层和多层 垂直结构 物理结构
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基于飞机探测的华北南部低槽冷锋云系宏微物理结构特征
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作者 付娇 王姝怡 +3 位作者 董晓波 王晓青 杨佳帅 张健南 《干旱气象》 2023年第3期450-462,共13页
为科学精准地开展人工增雨作业,通过搭载机载粒子测量系统(Particle Measuring Systems,PMS)的空中国王350飞机(编号3523)入云进行垂直和水平探测,并结合FY-2F卫星、天气雷达等资料综合分析2021年2月28日华北南部一次低槽冷锋层状云系... 为科学精准地开展人工增雨作业,通过搭载机载粒子测量系统(Particle Measuring Systems,PMS)的空中国王350飞机(编号3523)入云进行垂直和水平探测,并结合FY-2F卫星、天气雷达等资料综合分析2021年2月28日华北南部一次低槽冷锋层状云系的微物理结构和增雨作业条件。结果表明:降水云系为中低云,飞机探测到云顶高度为6014 m,云顶温度为-17.7℃,云底高度低于582 m,云内0℃层高度为1300 m,云体厚度大于5400 m,暖云厚大于700 m,冷云厚大于4700 m;卫星反演的云顶高度为5~6 km,与飞机实测值较为一致,卫星反演的云顶温度为-40~-25℃,比飞机实测值偏低。整个探测时段云系微物理结构不均匀,冷云内第二层冰水混合区(高度3427~4985 m、温度-12.4~-6.3℃)和第三层冰水混合区(高度5449~6014 m、温度-18.3~-15.3℃)出现云滴谱探头(Cloud Drop⁃let Probe,CDP)探测的粒子数浓度大值区,最大值分别为146.80、170.75 cm^(-3),且过冷水含量分别达0.12、0.20 g·m^(-3)。暖云内云微物理分布较均匀,在557~575 m和844~866 m两个高度层粒子数浓度均存在波动,CDP粒子数浓度值变化相对较大,云粒子图像探头(Cloud Imaging Probe,CIP)和高体积降水粒子分光仪(The High Volume Precipitation Spectrometer,HVPS)探测的粒子数浓度变化较小。冷云内云微物理分布不均匀,冷云区内在3603~3617 m、5445~5542 m和5705~5847 m高度层云粒子数浓度起伏变化均较大且存在多次跃增。冷云区多为固态冰相粒子,暖云区CIP和HVPS粒子谱宽均比冷云区粒子谱窄。初春时期低槽冷锋层状云系降水系统前期易出现混合层状云,云顶附近存在一定量的过冷水,找准增雨时机、增雨部位适宜播撒冷云催化剂,人工引晶催化潜力较大。 展开更多
关键词 层状 物理结构 过冷水 飞机探测
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一次基于飞机观测的河北中南部降雪云系微物理结构的对比分析
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作者 付娇 张丹 +5 位作者 董晓波 张健南 王姝怡 侯劭禹 薛学武 李政昊 《沙漠与绿洲气象》 2023年第5期64-70,共7页
2017年2月21日河北省出现一次低槽降雪天气系统,河北省人工影响天气办公室在系统槽前部位层状云系中开展飞机云微物理探测作业,通过对邢台、赵县两地云微物理垂直结构的精细化探测分析,发现本次过程云系为层状冷云。邢台、赵县两地云系... 2017年2月21日河北省出现一次低槽降雪天气系统,河北省人工影响天气办公室在系统槽前部位层状云系中开展飞机云微物理探测作业,通过对邢台、赵县两地云微物理垂直结构的精细化探测分析,发现本次过程云系为层状冷云。邢台、赵县两地云系均存在明显的逆温层,在逆温层及其下方出现过冷水,邢台过冷水较为丰富,含量达0.19 g/m^(3),在过冷水丰富层(高度为4561~5059 m,温度为-11~-8℃)下方可见结凇冰晶,直径有所增大,浓度没有出现明显增加;赵县云系过冷水含量达0.074 g/m^(3),与邢台相比偏低,冰晶在过冷水层(高度3308~3949 m,温度-10.3~-8.7℃)以凇附、粘连增长为主,与邢台相比冰晶聚合体偏多,粒子直径和浓度均偏大。本次探测过程,邢台云内过冷水含量丰富,具有人工增雪作业的条件;赵县云内过冷水含量偏低,人工增雪条件差。 展开更多
关键词 层状 垂直探测 物理结构 过冷水
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大型无人机一次人工增雨试飞及催化响应分析 被引量:2
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作者 程鹏 罗汉 +4 位作者 甘泽文 庞朝云 黄山 尹宪志 张丰伟 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第8期1053-1061,共9页
采用大型无人机开展人工增雨作业具有较好的应用前景。利用2020年10月27日大型无人机试验资料,分析了无人机作业性能及人工增雨微物理参量变化特征。结果表明:无人机操控灵活,具备较好的防除冰和抗侧风能力,作业、探测时长达5 h以上,可... 采用大型无人机开展人工增雨作业具有较好的应用前景。利用2020年10月27日大型无人机试验资料,分析了无人机作业性能及人工增雨微物理参量变化特征。结果表明:无人机操控灵活,具备较好的防除冰和抗侧风能力,作业、探测时长达5 h以上,可在大范围开展人工增雨及探测工作。催化作业后水平探测的云粒子微物理量呈现出浓度和直径增加的特征,低层粒子浓度明显高于高层;催化前后云微物理特征的变化与选取的云体位置及时间有很大关系。在催化作业结束后20~30 min内,地面降水现象仪中雨滴数浓度先减小后增大,而粒子有效直径持续增加;受催化影响,云粒子谱呈现大云粒子增加、降水粒子谱拓宽的特征。 展开更多
关键词 大型无人机 物理结构 粒子谱 飞机观测 祁连山
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中国半干旱地区成雹机制的数值研究 被引量:2
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作者 刘晓莉 袁超宇 +1 位作者 桑建人 马思敏 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期537-546,共10页
使用中尺度数值模式(WRFV3.7.1)对发生在宁夏南部山区两次降雹天气过程的背景场特征、云宏微观结构以及云内微物理转化机制进行了数值研究。结果表明:该地区冰雹云形成的大气环境水汽含量较少,冰雹的发生主要依靠“上干下湿”的不稳定... 使用中尺度数值模式(WRFV3.7.1)对发生在宁夏南部山区两次降雹天气过程的背景场特征、云宏微观结构以及云内微物理转化机制进行了数值研究。结果表明:该地区冰雹云形成的大气环境水汽含量较少,冰雹的发生主要依靠“上干下湿”的不稳定层结及午后局地加热效应。两次个例发生的环境水汽含量存在较大差异,导致两次雹云个例微物理结构演变特征不同。对数值模拟结果分析发现,宁南山区冰雹云中雪粒子含量较多,雹胚(霰粒)主要通过雪粒子转化而来。霰粒主要通过水汽凝华及碰并过冷云水增长。模拟云中冰雹形成高度相对较低,冰雹形成后主要通过收集过冷云水增长。除碰冻过冷云水外,对过饱和水汽的凝华也是雪、霰、雹粒子质量增长的一个重要来源。模拟得到该地区冰雹云中云雨自动转化过程较弱,雨水主要是通过雪、霰、雹粒子在下落过程中融化形成。雨水在下落过程中蒸发显著。 展开更多
关键词 半干旱地区 冰雹 物理结构 成雹机制 数值模拟
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