云中湍流特征及其在云降水中的作用研究进展

大气湍流是一种无序的、非确定性的大气运动,它可提高云滴碰撞效率,加速云滴增长速度,在云和降水形成及发展过程中起着十分重要的作用。本文综述了国内外近60 a来云中湍流的研究进展,重点介绍了云宏微观结构特征及云中湍流对云滴碰并增长方面取得的研究成果,以期为进一步观测研究云动力学过程、完善湍流-云微物理相互作用理论及优化云参数化方案提供重要参考。     

近44 a宁夏严重干燥事件对气候变暖的响应

 利用1961—2004年宁夏20个测站逐日降水资料，分析近44 a来不同时间尺度严重干燥事件对气候变暖的响应特征。结果表明：宁夏发生严重干燥事件的频次高，持续时间长，自北向南逐渐减少。冬季出现频次远高于其他季节，跨季节出现最多的是秋冬两季和秋冬春三季；在川区春小麦和山区冬小麦生长的农事关键期，严重干燥事件频发对其生长造成严重影响，夏季偶发的严重干燥事件会导致严重的旱灾发生；小波分析表明，严重干燥事件存在8 a左右的振荡周期。在全球气候变暖背景下，发生严重干燥事件的次数明显增多，尤其是n≥90 d的严重干燥事件在20世纪90年代中期明显进入增多阶段，目前正处于高发时段，进一步印证了极端干旱气候事件频发的事实。     

六盘山区一次典型暴雨过程的地形敏感性模拟试验

基于WRF(weather research and forecasting)中尺度数值模式,对2018年7月10日六盘山区一次典型的暴雨天气过程进行模拟,分析此次过程的动力场、水汽场、云降水微物理结构的演变特征,通过改变模式初始场中六盘山地形高度进行敏感性试验,对六盘山地形影响该地区降水机制进行讨论。结果表明:蒙古冷涡底部冷空气和副热带高压西侧暖湿气流在六盘山区交汇配合低层700 hPa切变线辐合抬升导致此次暴雨过程;控制试验较好地模拟出雨带的分布范围、强降水中心位置及动力场结构特征,在降水发展和旺盛阶段,东南暖湿气流受地形强迫抬升和地形绕流共同影响,六盘山西坡和东坡均为上升气流,配合700 hPa切变线系统在六盘山山脊处上升气流汇聚加强,将云水带到负温层形成过冷水,云水、冰晶、雪和霰在0℃层至-40℃层之间共存,有利于冰相粒子碰冻增长和贝吉龙过程发生;地形敏感性试验发现改变地形对降水落区范围影响不大,而地形增高使六盘山区降水量级显著增大,尤其强降水更多集中在迎风坡一侧(山脉东侧),地形强迫抬升作用使得上升气流和水汽的垂直输送进一步加强,云中冰相过程发展充分,过冷云水为雪和霰的增长提供有利条件,因此使得地面降水增多。     

基于Ka波段云雷达的六盘山顶云特征分析

利用宁夏六盘山气象站2017年9月至2018年8月的Ka波段云雷达观测资料,统计分析了六盘山顶不同云的出现频率及宏观特征。结果表明：六盘山顶云出现频率最高值在7月,为61%,最低值在12月,为26%;按云层数划分,六盘山顶出现的云主要以1层云、2层云及3层云为主,相对总云的月平均出现频率分别为68%—86%、14%—27%及0.4%—4.8%;按云底高度及云层厚度划分,六盘山顶低云、中云、高云及直展云相对总云的月平均出现频率分别为29%—53%、14%—58%、6%—22%及2%—20%。云底高度在冬春季节高于夏秋季节,云顶高度在夏秋季节高于冬春季节,云层厚度为1.6—3.6 km,年变化特征与云顶高度类似。整体来看,春、夏、秋季云厚在白天大于夜间,冬季云厚在夜间大于白天,其中夏、秋季云厚日变化特征较为明显。     

贺兰山两侧沙漠及污染城市CCN分布特征的观测研究

 利用DMT公司生产的连续流单过饱和度云凝结核计数器2007年8月在内蒙古自治区阿拉善左旗、宁夏回族自治区石嘴山市惠农区进行观测,并利用机载PMS观测资料,探讨贺兰山两侧云凝结核(CCN)在近地面和高空的垂直变化。分析表明,CCN主要来源于下垫面,污染地区的浓度明显高于沙漠地区,城市污染对CCN浓度的影响很大。CCN浓度的日变化非常明显。不同过饱和度下粒子谱谱型不同,主要表现为单峰型。过饱和度越大,活化的CCN数目越多,产生的粒子半径越大。高空观测表明,CCN、气溶胶数浓度在近地面较高,随高度的上升逐渐降低,遇到逆温层会出现浓度的跃升,其活化液滴谱型表现为双峰型,与地面相比,粒子谱向大粒子端移动,峰值半径在4 μm和6 μm左右。气溶胶粒子浓度主要集中在粒径0.3 μm以下;根据公式N＝CSK对地面的CCN活化谱进行拟合,接近大陆型核谱。不同地区及同一地区不同时间范围,CCN浓度、活化谱及活化后的液滴谱存在差异,需要在不同地区、不同季节对CCN谱型演变特征进行长期连续观测,从而认识CCN浓度及谱型的变化对云雾降水过程及气候变化的作用。不同地区可充当CCN气溶胶的谱分布及表面化学成分不同,其对CCN数浓度及谱分布的影响也不同,在观测中需要增加化学成分的观测,深入了解CCN浓度的时空分布特征。     

我国干旱遥感监测技术方法研究进展

以裸露地表、部分覆盖度地表和全植被覆盖地表3种不同下垫面类型为着眼点,详尽地阐述了相应下垫面类型下不同的干旱遥感监测技术方法的适用范围和其监测的优劣。下垫面为裸露地表时,微波遥感法具有广阔的前景;部分覆盖时双层模型法较好,但模型复杂,应注重经典双层模型的简化;全覆盖时各类监测方法各有优劣。提出未来干旱遥感监测的发展方向和应用前景,对应用遥感技术进行干旱监测相关业务的开展提供有益的参考。