人工影响暖云过程吸湿性催化研究

介绍了近年来吸湿性催化的一些最新理论、新催化剂研制和播撒方法的研究,并分析了近期4个不同地区吸湿性作业试验结果：南非和墨西哥试验试图引入吸湿性凝结核,增宽云滴谱,加速凝结过程;泰国和印度试验试图引入活跃的凝结核,跳跃性地开启碰并过程。两类试验均促进云滴早期发展,产生比自然状态下更多的降水。此外通过暖云借化试剂在云室中催化湿空气的试验,来初步评估吸湿性催化的效率。     

人工影响暖云过程吸湿性催化研究

介绍了近年来吸湿性催化的一些最新理论、新催化剂研制和播撒方法的研究,并分析了近期4个不同地区吸湿性作业试验结果:南非和墨西哥试验试图引入吸湿性凝结核,增宽云滴谱,加速凝结过程;泰国和印度试验试图引入活跃的凝结核,跳跃性地开启碰并过程.两类试验均促进云滴早期发展,产生比自然状态下更多的降水.此外通过暖云催化试剂在云室中催化湿空气的试验,来初步评估吸湿性催化的效率.     

云凝结核浓度对北京一次降水过程影响的数值模拟

利用WRF v3.6.1模式,采用Thompson云微物理参数化方案对北京奥运会期间的一次降水过程进行了模拟,通过3组数值试验对比分析了高、中、低云凝结核浓度对降水的影响。数值试验结果显示:(1)在云凝结核浓度较低的情况下,云凝结核浓度增加使24 h累积降水量增加,且增加的幅度相对较低;在云凝结浓度较高的情况下,云凝结核浓度增加使24 h累积降水量减少,且减少的幅度相对较高。(2)从地面雨强分布来看,不同的云凝结核浓度对暴雨、大雨、中雨、小雨的影响均体现在降水强度上,对降水位相的影响不显著。(3)云凝结核浓度的变化对低云量的影响与其对降水的影响相一致,故低云量是影响降水的一个重要因素。     

液滴催化暖云最佳播撒高度的研究

在现代人工影响云雾中,常用NaCl,CaCl_2,CO(NH_2)_2,NH_4NO_3等吸湿易溶的电解物质作为暖性云雾的催化剂,或以微粒播撒,或配成溶液喷撒。直接喷撒纯水滴来影响暖性云雾的,在国内外均有过试验,且有一定的催化效果。本文就液滴(包括淡水滴和稀溶液滴)催化暖云最佳播撒高度的问题作定量的计算和分析。 所谓液滴催化暖云的最佳播撒高度,就是对一定条件的云体,选用多大颗粒的液滴,播撒在云体的     

积云中云滴群凝结增长的数值模拟

本文用一维非定常积云模式研究积云中云滴群的凝结增长。比较了几种盐核谱及不同湍流交换强度等情况下凝结形成的云滴谱特征。结果表明半径1.5—2.5微米的巨核在凝结过程形成大云滴中起主要作用,而较大的巨核对平衡态凝结谱影响不大,仅起到提早出现大云滴的作用。凝结核浓度过大不利于大云滴的形成,对半径 1.5—2.5微米的巨核浓度为 10~(-3)个/厘米~3比较有利。凝结平衡谱随湍流交换和夹卷作用的影响较大,在某些条件下可以模拟出双峰谱。     

十一层原始方程模式中大尺度降水的数值试验

本文设计了六种试验方案,用两个实际个例对饱和凝结法及凝结函数法计算大尺度降水的效果进行了检验和对比,从而对这两种方案的降水分布规律有了一定的认识:1).饱和凝结法比凝结函数法计算出的大尺度降水要大;2).由于凝结核的存在,空气中水汽含量达到饱和时,其相对湿度往往不到100％,因此,大尺度降水的计算中常取一无因次的经验系数α对饱和比湿qs进行修正;3).在无对流参数化的模式中,采用饱和凝结法,α取90％或更小时,会有效地增加降水强度,提高降水预报的准确率;4).在有对流反馈作用的模式中,采用凝结函数法,α取100％时,降水效果更加准确合理。     

“酸雨”

在对流层大气中经常存在着尘埃等悬浮粒子,这些微粒有的来自自然界,有的是人类活动所产生的,它们既能反射太阳光线,又能吸收太阳光,还可以起水汽的凝结核作用。这些粒子对太阳光的反射、吸收以及起凝结核的作用取决于它们的谱分布和化学成分。从大气中通过降水清除这些微粒物质基本上有下列的几个过程:(1)当云素形成时,气溶胶粒子作为凝结核而被消耗;(2)布朗运动的结果,使气溶胶粒子随后粘附于云素;(3)气溶胶粒子被下降雨滴所捕获。因此,这些过程对降水的化学成分都有一定的贡献。一般认为,80—90％的气溶胶粒子(按质量计)     

一次广东夏季沿海气溶胶的飞机探测研究

利用2019年7月16日新舟60飞机在广东省沿海的探测资料,分析了广东夏季沿海的气溶胶、云凝结核浓度以及粒子直径的典型空间分布特征.结果表明:随高度上升,气溶胶、云凝结核浓度先增大,后急剧减小,最后缓慢减小.在100～1 496、1 496～2 265、2 265～4 411 m的高度区间内,气溶胶浓度平均值分别为 1 725.3、534.3、13.1 cm-3;在 100～1 383、1 383～2 304、2 304～4 411 m 的高度区间内,云凝结核粒子浓度平均值约为304.0、107.7、4.1cm-3.气溶胶、云凝结核在2 000 m以下各层的浓度粒径谱较宽、谱峰更多、峰值直径较大.在气溶胶浓度高且粒径大、液态水含量高、过饱和度高的区域更有利于提升云凝结核的活化率.     

疑是仙女舞云绢──飞行云迹浅析

在晴朗的天气，花溪上空常出现横跨天际的雪白晶莹的云链，形如一串晶亮的珍珠。随着时时间的推移而变化、增宽、松散直至消失。这美丽多姿的云彩，是怎么形成的呢？这种现象在气象学上称为飞行云迹（COTRA）。当喷气式飞机在飞行高度上的空气足够冷湿时，机尾喷出高热气体，使得大气中的水汽凝结于作为核的（废气）的气溶胶质上，这种废气中的气溶胶质粒称为云凝结核（CldCdcondesationnuclei）简称“CCN”，一旦飞机飞过的地方附近的水汽均凝结于凝结核上，变得相对于冰（有时相对于水）为过饱和时，就形成了飞行云迹。在风力的作用下…     

乌鲁木齐冬季地面云凝结核观测结果

本文分析了1983年11—12月在乌鲁木齐等地用Mee公司云凝结核仪观测的云凝结核资料，讨论了云凝结核数浓度日变化类型、来源，以及过饱和度核谱类型。     

人工冰核发生技术

文章探讨了人工影响天气作业中使用人工冰核的有关问题，以及凝结核在催化过程中所起的作用和最佳催化效果，并就冰核发生技术问题提出了一些建议。     

济南爆发性增强冬季雾的物理特征分析

利用宏、微观观测资料,分析了济南4次出现爆发性增强冬季雾过程的类型以及形成、发展、减弱和消散的主要机制,研究了形成、发展、成熟和减弱阶段,以及爆发性增强期间的微物理演变特征,探讨了爆发性增强的触发机制。结果表明：1）夜间地面长波辐射及弱冷空气入侵造成的气温下降是济南冬季雾形成和发展的主要因素,干冷空气入侵或日出后太阳辐射加热升温,近地层相对湿度下降是雾消散或减弱的主要机制。2）形成阶段,核化和凝结增长过程启动但并不活跃,碰并强度很弱,以未碰并和偶发碰并为主;发展阶段,核化和凝结增长等微物理过程开始活跃,碰并过程启动,大滴开始增多;成熟阶段,核化、凝结和碰并增长非常活跃,各微物理量均达到最大值,谱最宽;减弱阶段,核化、凝结过程减弱,碰并过程减弱并消失,雾滴蒸发,能见度增大。3）爆发性增强的宏观物理特征主要表现为极大风速增大、气温下降、相对湿度增大、水汽压下降;微观物理特征主要表现为数浓度、液态含水量等微物理量出现跃增,以及谱型由“单峰”结构突变为“多峰”结构。4）相对湿度增大主要与气温下降有关,水汽压下降则与异常活跃的凝结增长有关;气温下降是济南冬季雾爆发性增强的直接原因,弱水汽输送产生的增湿作用对爆发性增强具有一定的促进意义。     

扩散云室和云凝结核计数器

扩散云室原是在核物理学中为提供过饱和条件以检测高能粒子而使用的,后来也用于研究过饱和度很小的大气中的凝结现象和系统地测量云凝结核浓度。 因云室内的空气或处于静止,或处于流动状态,     

背景云凝结核对台风“莫拉克”降水微物理过程影响的数值研究

利用WRF模式设计两个数值试验:敏感性试验（背景场云凝结核浓度为2 000 cm-3）和控制试验（背景场云凝结核浓度为300 cm-3）模拟气溶胶对登陆台风“莫拉克”(2009年第8号台风)降水的影响。结果显示大量气溶胶进入外围雨带中起到云凝结核作用,凝结水汽生成水滴,释放潜热有利于对流发展;气溶胶含量增多引起水滴半径减小,雨滴生成的时间加长,降水时间延后;大量液态水上升至冻结高度以上发生相变释放潜热,固态水物质含量增多;台风外围雨带的中小尺度对流云团增强,降水增加。      

大气本底污染的监测方法、原理及仪器

大气本底污染的监测项目有CO_2、SO_2、H_2S、NO_x、NH_3、CH_4、O_3的总量,干、湿沉降(指降水化学分析,有阴、阳离子,重金属,电导率,酸(碱)度,pH值等),浑浊度,微粒物质,痕量气体等。本文对这些监测项目的监测方法、原理及使用的仪器作一简要的介绍。     

大雾天气对城市环境中空气质量的影响及危害

商丘市的大雾多形成在大陆高压型、冷锋前暖区型、均压场型、(低压)倒槽型天气形势中。空气中的污染物不仅增加了水汽凝结核,那些可溶性气溶胶还降低了饱和水汽压,使空气中的水汽更容易饱和,因此被污染的空气更容易形成雾。而大雾天气抑制了近地面层污染物的垂直扩散,加剧了城市污染。     

浅谈人工冰核发生技术

在参考国内外有关献和我区人工影响天气实际业务的基础上,探讨了代影响天气中使用的人工冰核的有关问题,以及凝结核在被催化云中所起的作用及最佳催化效果,并就未来研究方向及冰核发生技术问题提出了一些建议。     

伊宁市降水化学成分及来源分析

降水是大气中主要和次要污染物的重要收集器,是大气中颗粒物和气态污染物最好的清除剂。本文利用离子色谱分析了2011年伊宁市90个降水样品,结果表明,该区降水pH月均值在5.27—7.1之间,年均值为6.26,电导率变化范围为34.64~63μs·cm~(-1),年均值为45.7μs·cm~(-1)。降水中主要离子浓度排序为Ca~(2+)SO_4~(2-)NH_4~+Mg~(2+)Cl~-NO_3~-Na~+F~-K~+,Ca~(2+)是最主要的阳离子,年均值为421.76μeq·L~(-1),SO_4~(2-)是最主要的阴离子,年均值为149.09μeq·L~(-1),表明伊宁降水中的致酸物质主要是硫酸盐。总离子浓度季节变化特征表现为春夏季高,秋冬季低,总离子浓度明显低于乌鲁木齐和沈阳,与北京类似,远高于杭州、广州,表明伊宁降水污染比北方城市轻,但是陆源贡献远大于南方城市。FA平均值为0.003,表明99.7%的降水酸度被碱性成分中和,NF计算结果表明Ca~(2+)的中和能力最强,其次是NH_4~+。从相关分析和因子分析来看,F~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、NH_4~+主要受人为源的控制,Ca~(2+)、K~+主要来源于土壤和浮尘,Na~+、Mg~(2+)主要来源为土壤盐碱化、风化、干旱浮尘等自然源。     

华北云凝结核分布及与云滴相互作用的观测研究

利用美国DMT公司生产的连续气流单过饱和度云凝结核计数器（DMT—CCN仪）,于2009年4月-7月在华北上空进行云凝结核观测,对不同天气现象下云凝结核的数浓度进行统计分析,研究了云凝结核的垂直分布特征以及水平穿云时云凝结核和云滴的相互作用和演变。     

云凝结核对南京及周边地区夏季暴雨影响的数值模拟

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。