《冰雹微物理和成雹机制》新书简介

徐家骝同志撰写的《冰雹微物理和成雹机制》一书即将由农业出版社出版。这是国内关于这方面内容的第一部著作,全书约14万字,共分七章。第一章至第五章叙述了雹块微结构、雹质点动力学和热力学等微物理方面的研究成果,内容比较系统。著者还介绍了一些他本人的观测分析工作:雹块层次结构和由此推测的生长条件;由高山站的软雹谱推论降水泡结构;雹块和软雹的形态分类和末速度公式等。在目前还不能解决直接进云观     

雹块微物理和雹云单体关系的初步探讨

雹块微结构中包含着有关雹块在云内生长情况和雹云本身的某些信息。它们之间的关系有些已被认识,更多的还没有被人们所认识。 为揭示雹块微物理和雹云单体的相互关系,1982年夏天我们在新疆昭苏地区开展了雹块微结构和雹云宏观特征的配合探测,取得了一定数量资料。本文根据同年7月4个降雹日(7日、13日、16日、19日)的雷达回波和500多个冰雹切片资料,着重分析了冰雹的胚胎类型,提出了比较细微的雹胚分类标准;并在这个基础上,研究了雹胚类型统计特征和雹云单体的关系,发现复合单体和弱单体的雹胚类型分布有着较明显的差别。     

博乐冰雹的同位素分析

引言人类对冰雹的认识是从研究降落到地面的雹块开始的.起初,通过考察雹块的大小、形状、色泽等等,得到了雹块外观的一些初步知识.后来,通过测量雹块的密度,含水量,分析雹块的内部结构,获得了雹块的一些简单物理特征.但由于冰雹微结构所依赖     

冰雹微结构的分析研究

本文根据新疆昭苏地区五次雹暴的51个雹块切片的偏振光和透射光照片研究,获得了该地区的三种冰雹微结构类型,指出了我国这一地区冰雹微结构的冰晶、气泡、层次和雹胚的特征,最后研究了降雹时的雨滴谱变化和雹谱特征。     

圆锥形雹块微结构的分析研究

冰雹微结构的研究是冰雹微物理研究的基础,它对成雹机制的研究、冰雹数值模拟以及人工抑制冰雹等都具有一定的价值。利斯特(List)、麦克林(Macklin)、雷伊(Rye)、列维(Levi)等对冰雹的晶体和气泡结构进行了许多实验研究。徐家骝、施文全、李子华等对我国雹块的微结构也作过许多分析。但以上工作多研究球形雹块,对圆锥形雹块的系统分析工作尚不多见。     

青海东部一次强冰雹的微结构及生长机制研究

2004年8月18日青海省东北部大通、互助出现一次强降雹过程,利用多普勒雷达观测资料分析了冰雹云生长过程并利用现场观测的雹谱和收集的雹块进行了冰晶、气泡结构和同位素研究分析。结果表明:雹谱呈双峰型,雹块呈锥状,少数为椭圆体。冰雹切片中,雹胚以霰为主;雹块按生长方式分为四层,中间两层冰晶最长、厚度较大,表明这两个层次是这次降雹雹块的主要生长区,其生长高度较低、温度较高,生长厚度较大。锥形雹块的气泡以径向纹理为主,近似于椭圆形的雹块中的气泡以纬向纹理为主。雹块中的气泡浓度分布皆呈单峰型,气泡谱宽不超过100μm。雹块透明、不透明层气泡浓度不完全一致,有所起伏。对各层氘同位素的测量结果表明,雹块生长温度相应在-10.0~-24.0℃,生长高度相应在4.5~9.0 km(海拔高度),雹块在相对湿融的气层中,上、下翻滚增长,与冰晶分析的结果基本一致。     

青海东部一次强冰雹的微结构及生长机制研究

2004年8月18日,青海省东北部大通、互助出现一次强降雹过程,利用多普勒雷达观测资料分析了冰雹云生长过程;利用现场观测的雹谱和收集的雹块,进行冰晶、气泡结构和同位素研究分析,结果表明:雹谱呈双峰型,雹块呈锥状,少数为椭圆体。冰雹切片中,雹胚以霰为主;雹块按生长方式分为四层,中间两层冰晶最长、厚度较大,表明这两个层次是这次降雹雹块的主要生长区,其生长高度较低、温度较高,生长厚度较大。锥形雹块的气泡以径向纹理为主;近似于椭圆形的雹块中的气泡以纬向纹理为主。雹块中的气泡浓度分布皆呈单峰型,气泡谱宽不超过100μm。雹块透明、不透明层气泡浓度不完全一致,有所起伏。对各层氘同位素的测量结果表明,雹块生长温度相应在-10.0--24.0℃,生长高度相应在4.5-9.0km(海拔高度),雹块在相对湿融的气层中,上、下翻滚增长,与冰晶分析的结果基本一致。     

圆锥形雹块生长方程和热平衡方程的初步研究

1982年6—7月,新疆昭苏地区取得的10586个雹块样品和1013个冰雹切片中,圆锥形雹块占59％.本文分析了圆锥形雹块的结构特征,提出了它在云中的生长方式.由此推导了圆锥形雹块的生长方程和热平衡方程,并从中得出云中临界有效含水量公式和垂直气流速度的表达式.这些工作为研究圆锥形雹块的生长过程提供了理论依据.     

一次降雹过程的雹块微物理分析

一、引言人们对冰雹的认识是从研究降落到地面的雹块开始的.通过分析雹块的大小和形状,得到雹块的外观特征;通过分析雹块的内部结构,获得雹块的一些微物理特性.雹块的外观特征和微物理特性在一定程度上反映了雹块在雹云中的生长过程,因此,冰雹微物理     

由晶体大小和气泡含量分析雹块生长的垂直轨迹

本文介绍了在六盘山区地面采集的六个雹块(直径2.6—5.9cm)的薄切片结构照片,并用Macklin方案计算得它们的垂直生长轨迹。六个雹块的雹胚(直径3—6mm)生长历时平均为165秒,冻滴胚的生成高度比霰胚的约低1200米。六个雹块由零生长至平均直径3cm的历时为1073秒,其中最大雹块由零生长至直径5.9cm的总历时为2302秒。六个雹块生长的海拔高度在5700—8440米间,相应的温度为-9.2℃—24.2℃。文中也讨论了Macklin方案的可信程度和一些不足之处。     

冰碰冻增长的实验研究

冰质粒碰冻过冷却水滴而增长是自然雹块增长的主要机制,研究碰冻增长的条件与所形成的冰的微物理特征的关系有助于了解自然雹块增长的微物理过程。本文首先介绍了用于研究碰冻冰增长的实验设备设计、实验参数的控制和测量以及实验方法,然后讨论了碰冻冰微物理参数(诸如,冰密度、冰生长率、冰中气泡结构和晶体结构,以及平均捕获效率等)与生长条件之间的关系,这为利用自然雹块微物理结构研究其生长情况提供了很有用的资料。     

一次雹暴回波和雹块微结构分析

76年6月4日甘肃平凉发生一次猛烈雹暴。地面降雹前,等效反射率因子 Ze≥10~(4.6)mm~6m(-3)的强回波有二个轴。主轴顶伸展较高,约离地8公里(对应环境温度约-40℃);次轴顶较低,约离地6公里(环境温度约-25℃)。两个轴在离地3—4公里(-5℃—-10℃)间互相连接。地面收集的雹块经切片分析后得知:雹胚有52％为透明和半透明圆球;雹块内部结构有4—5个层次和1—2个层次的各占45.8 ％和33.6％。由110个雹块的外形得知,扁球、圆球和半圆球形的各占33％、23％和22％。微结构特征说明雹块主要生长在温度较高和扰动较大的过冷却水滴区。     

一种预报最大降雹大小的方法

根据观测事实和近几年的研究结果，我们提出了一种由12个探空参量预报最大降雹大小的方法。该方法的理论依据是:（1）雹暴单体中冰雹生长的环境层结状态为湿绝热；（2）雹块处在湿生长条件下；（3）雹块的末速是其形状、大小、阻力系数及最大升速处空气密度的函数；（4）雹块末速与最大升速相平衡时其直径达到最大；（5）假定雹块在负温区下降时直径不再增长。但在正温区雹块熔化，直径减小，及地的大小就是雹暴单体最大降雹的大小。用定时探空资料计算的结果表明:该方法能较好地计算出实际最大落地雹块大小，适用于距探空站150 km内非局地中、大雹（＞1.5 cm）的甚短期预报。重雹灾与特重雹灾几乎完全由非局地中、大降雹所致，因此，该方法的应用将会提高降雹预报准确率，产生较好的社会与经济效益。     

高原五个雹块的同位素研究

通过对1983年7月23日及8月6日青海两次强雹暴降落的5个雹块的氘含量测定和给晶结构的分析及温度标尺的确定,得出了两次雹暴雹块的氘值为-65.8—-76.6％和-6.1—-58.6％。相应雹块生长的环境温度分别为-18—-23℃和-1.3—-27℃(高度7.7—8.6km和5.4—9.0km)。雹块胚胎为锥状霰,氘值分析表明,霰胚分别在-16.8—-19.5℃和-11.8—-20.8℃形成。雹块皆生长在云的中部和中上部。7月23日雹块是在上升气流中一直上升增长而成,而8月6日是经历一上一下运动增长而成。文章通过两种方法计算的上升气流速度,对雹块的轨迹作了有意义的讨论。     

甘肃岷县地区1964年6-7月两次冰雹雹谱、雹切片的分析

利用简便仪器进行了雹谱和雹切片的观测。两次观测指出雹谱粗略地按指数分布,根据云雾微结构的统计理论讨论了这一特点。分析了雹胚大小分布、雹胚类型和冰雹层数分布,这些特点和雹谱之间相互对应,共同说明了两天降雹强度的特点。     

半导体致冷冰雹切片机

通过冰雹切片,研究雹块切片中雹胚特征,冰晶的层次、密度,冰晶体大小和排列,以及各层次的同位素氚含量等微结构,是现代冰雹物理成因研究中的一个重要方面。这种方法适用易行,便于推广。其关键设备是雹块切片机。国外如美、英、瑞士、加拿大等国冰雹切片设备都沿用R.List[1]的锯床式切片机和专门冷冻风洞,其冷冻设备规模较大,难以在我国各地野外防雹研究中推广。国内徐家骝等[2]曾用电热丝锯弓在干冰和酒精致冷的冰台上取得雹切片;赵仕雄[3]对热丝切具进行了小型、机械式的改进,并引用半导体致冷器件作为雹块冷冻台。本文介绍的是在此基础上,由青海省气象科学研究所、兰州高原大气物理研究所和青海无线电一厂协作,使之进一步完善,成     

玛纳斯冰雹微物理个例分析

1984年6月3日玛纳斯县城受到一次强冰雹袭击,最大雹块尺度为2.2厘米,给当地农业生产造成了一定的损失.在当天08时天气图上,新疆北部处在高空低压槽区前部,且受西南气流控制.阿胃滩机场16时单站无线电探空资料表明,700hpa高度以上有3-4公里厚度的不稳定能量区.这些条件都有利于强冰雹对流天气的产生.本文将分析这次降雹的雹块微物理特征,推估冰雹生长的大致情况.     

长江下游地区一次超单体降雹的切片分析

本文根据一次发生在1981年5月1日苏皖江北地区的超单体降雹的切片照片,分析了雹胚类型和雹块的层次特征,气泡分布和冰晶结构。结果表明,无论是透明层还是不透明层,都是湿增长层,因此这次超单体雹云中的冰雹是在湿增长条件下形成的。最后对在湿增长条件下形成透明层和不透明层的物理过程作了一些初步的说明。     

关于雹胚的研究

本文在研究冰雹胚胎上,不仅较有分析地提出定义雹胚的建议以及指出由于切片方法和外观观察方法的局限性可能造成的胚胎判断的错误,而且通过七个大冰雹过程所收集的269个雹块和1500张多层连续切片照片,分析了高原雹胚的类型,并研究了粒霰胚的存在。分析表明,高原雹胚主要是霰,并占雹胚的84％(其中粒霰胚占15％);冻滴胚占4％。文章应用冰晶大小和同位素氘的分析方法讨论了霰胚的生长部位,其生长环境温度为-13°—25℃,海拔高度7—9Km,而粒霰生长较一般的层霰在更高的高度,长粒霰生长在较低的高度。     

聚苯乙烯测雹板简介

国外广泛使用聚苯乙烯泡沫塑料测雹板记录雹块印迹大小。美国、加拿大等国现在使用的测雹板(见图1),它的面积是30×30cm~2,厚25cm。经剖成薄片用放大镜看,内有细小的圆蜂窝泡沫结构。它的特点是,雹块撞击塑料板后造成印迹。反跳的雹块又造成撞击印迹对“总打击能”影响不大;而雹块本身不破