贵州地区冰雹云微物理过程及发展机制数值模拟研究

为了进一步探究贵州地区冰雹云的形成、发展机制和冰雹增长的微物理转化条件,运用三维冰雹云模式对该地区2012—2015年12个冰雹个例进行数值模拟研究,结果发现:各种水成物有利的空间分布是雹粒增长的物质基础,且上升气流与水汽相变之间存在一个正反馈效应,冰雹粒子主要以霰粒子为胚胎进行增长,增长方式以霰自动转化成雹为主。在再生冰雹云发展过程中,雹云首次发展过程结束时,高空仍维持4 km及以下很低的0℃层高度,是再生冰雹云发展的热力环境条件。降雹区地面气流辐散,导致两侧区域形成较强的气流辐合上升,是再生冰雹云发展的动力条件。气流在辐合的同时,又使原降雹区的水汽源源不断地向两侧气流辐合区汇合,是再生冰雹云发展的水汽来源。冰雹云中冰晶和霰粒子含量的迅速增加,为冰雹的再次增长提供了有利的微物理物质转化条件。     

一维积云模式计算降雹最大尺度

采用一维积云模式计算积云的发展和冰雹的增长，根据当天０７时的探空资料，用模式计算积云的发展，给出云顶高度，云顶温度，云底高度，云中０℃层高度，云内、外温度分布，以及云内上升气流速度和含水量的分布；再由设定计算冰雹的增长，求出雹云中生成的最大冰雹尺度，考虑０℃层以下冰雹的融化，计算出降到地面上的最大冰雹尺度。与实际观测的最大降雹尺度比较，发现计算结果较好，由此得出结论，用此模式预报最在尺度是可行的，     

雹云结构探讨

雹云是雷雨云的一个特殊过程。要了解冰雹的生长过程,必须对冰雹云的结构进行探讨。本文将对1973—1974年取得的九次雹云的雷达回波照片及观测数据和九次进入雹云的探空资料以及几年高空、地面观测资料,对雹云的宏观结构、温度场、电场、含水量的分布和气流结构、进行分析。     

南阳市冰雹天气过程和人工防雹作业研究

利用1990-2003年南阳市出现的70个冰雹天气过程资料,分析了冰雹分布的特点、源地、移动路径和出现冰雹天气时的天气图、探空及雷达资料.结果表明:西峡、内乡、邓州、唐河冰雹发生较多,冰雹天气多出现在4-8月,在13:00-22:00时段内发生的冰雹约占92.4%;降雹天气形势有西北气流型、低槽(低涡)型、西南气流型;当T850-400>36 ℃,08时0°层高度H0≤4817m, T地面-400≥42.4 ℃或39.6 ℃≤T地面-400<42.4 ℃且T-TD<3.5 ℃,地面总温度Tσ≥60 ℃时可作为冰雹预报的条件.冰雹云团的雷达回波特征为组合反射率因子≥60 dBz, 回波顶高≥11 km, 垂直积分液态水含量≥30 kg/m2.     

三门峡市冰雹出现规律与防雹工作探讨

利用1971-2005年三门峡市冰雹天气过程资料,分析了冰雹时空分布特征、主要影响系统、本站要素指标及雷达回波特征等,结果表明:渑池县降雹次数最多,灵宝次之,卢氏最少;降雹集中在4-8月,13-19时降雹几率最高.三门峡降雹的天气形势主要有蒙古-华北冷槽、冷涡型和西北气流型.受上述天气系统影响时,500 hPa有冷平流,若地面连续2～3天增温增湿,有可能出现冰雹天气.此外,雹云雷达回波强度＞50 dBz,云顶高度＞10 km,云顶温度＜-40℃,垂直积分液态含水量有明显的跃升.是降雹的前兆.     

兴安盟冰雹综合预报方法初探

分析了兴安盟冰雹的时空分布特征、发生规律、持续时间、活动路径;对产生冰雹的天气形势进行分析,归纳出影响兴安盟降雹的天气形势为西北气流型、冷涡型、前倾槽、东北气流4种形势;对冰雹雷达回波进行分析,得出冰雹云雷达回波判别指标;对冰雹的物理量指标进行了分析总结;利用T213数值预报资料,建立了冰雹预报方程;分析了冰雹的卫星云图特征;使用VB6.0编制了业务应用程序,为业务化提供了条件.     

人工抑制上升气流对冰雹云降水影响的数值试验研究

利用三维对流风暴云数值模式,模拟研究了短时间施加人工抑制上升气流的方法对强冰雹云和降水发展的影响。结果表明,在雹云发展阶段的早期,对云中上升气流施加人工抑制将对冰雹云的发展和降水过程产生明显的影响,使地面降水量增加．尤其是使降雹量显著增加;而在云发展阶段的后期,这样的抑制不会导致地面降水明显的增加。当抑制强度足够大且范围较大时,只有在云发展到旺盛阶段时进行人工抑制才能使影响云的降雹量和固态降水总量明显减小。最后,文中还分析了人工抑制上升气流影响云中冰雹形成的微物理机制。     

桂西北冰雹分布特征及春季降雹环境场分析

利用1961-2011年河池市10个地面观测站观测资料、MICAPS资料,分析桂西北冰雹分布特征、春季降雹环境场特征.结果表明:桂西北降雹的高峰月集中在3到5月,午后到夜间是降雹的高发时段;冰雹天气发生的环境场要求有适宜的0℃和-20℃层高度,有较强的垂直风切变,强的垂直温度递减率和上干下湿的水汽分布.     

一次冰雹天气过程的多源资料观测分析

利用地基微波辐射计、风廓线雷达和雨滴谱仪等观测资料,对2015年4月28日发生在南京的一次冰雹天气进行了分析,探讨新型探测资料在冰雹监测预警中的应用。结果表明:(1)华北冷涡后部冷空气南下,与低层暖湿气流交汇,是产生这次冰雹的天气背景;高空冷平流叠加在低层暖湿气流之上,使得对流层中低层形成不稳定层结;地面辐合中心及辐合线是降雹的触发机制。(2)微波辐射计监测显示,降雹期间冰雹云中上升气流将底层空气的感热和潜热向上输送,导致2 km以上大气有明显升温,由于低层水汽聚集及冰雹在近地层融化造成降雹时近地层相对湿度、水汽密度增大。冰雹发生在云液态水含量快速增长的波峰上,对冰雹的发生具有较好指示意义。(3)对比南京3站风廓线雷达资料表明各站上空环境风场存在一定差异,六合地区降雹前6 km高度高空急流有利于六合上空形成有利的辐散形势,降雹时0~6 km存在较深厚的垂直风切变,配合地面中尺度低压,降雹最为强烈;南京站降雹时,对流层中下层有一槽过境,而高淳地区冰雹由近地面垂直风切变激发。(4)六合站、高淳站雨滴谱仪分析表明不同降水相态对应的滴谱特征有差异,两站雨滴谱型分别呈指数型、多峰型分布。高淳站雨滴谱仪监测到直径达到15 mm的冰雹粒子,六合站冰雹直径最大为5 mm。两站速度谱大致为单峰型,在较强降水时刻,粒子下落峰值速度在3~4 m·~(-1)。(5)影响六合的超级单体存在钩状回波、回波悬垂、三体散射等雷达回波中尺度特征,地面中尺度低压系统、中低层的中气旋及高层的辐散环流配置造成了雹云中维持较强的旋转上升气流,有利于出现大冰雹。     

一次冰雹过程及雹云物理结构的数值模拟研究

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。