福建古田地区雨季积雨云自然降水特征的数值模拟

本文应用一个一维时变积雨云微物理模式,对福建古田地区雨季积雨云的自然降水过程进行了多例模拟。文中按云顶高度将模式云分为四类,并对各类云的降水机制进行了初步探讨,最后将模式结果和实测资料作了对比,得到了一些有益的结果。      

人工催化暖云底积雨云的个例数值试验

本文用一维积雨云双参数模式模拟了福建雨季一块发展强度中等、云底较暖的积雨云自然降水过程，发现该云有两段降水；前段为暖云降水，后段有冰相过程参与。对这块云进行的一系列人工催化数值试验表明，一定方式的冷云催化或暖云催化能使后段降水增加，其效果同催化方式有关，最多可达总降水量的24%。文中对人工催化这类积雨云的增雨机制进行了讨论，得到了一些有益的启示。     

青藏高原东部玉树地区雨滴谱特征及云微物理结构分析

利用青藏高原东部玉树地区的雨滴谱仪和云雷达观测资料,研究了高原东部地区三类云降水微物理特征参量并且拟合出积雨云降水、混合云降水和层状云降水的雨滴谱分布参数,拟合分析参数斜率因子λ与形状因子μ之间的关系。研究不同雷达反射率因子Z和降雨强度R的关系,分析Ka波段云雷达观测下三类降水云的结构特征。得到的结论如下:玉树地区主要降水类型为层状云降水,降雨量小,持续时间短,降雨次数多;三类云降水在玉树地区的Gamma分布拟合模拟较好的粒径在0.562~5.5 mm;利用μ-λ的经验关系分析,层状云雨滴谱浓度分布中小粒径占主要贡献且谱宽最窄,而混合云与积雨云的雨滴谱浓度分布主要贡献粒径分布均匀且谱宽较宽;对三类云降水进行了Z-R关系拟合,B值从积雨云、混合云到层状云是逐渐递减的,有助于参数本地化;云雷达分析降水结构,积雨云和混合云发生发展旺盛,最高云高可达13 km,但混合云降水平均持续时间短于积雨云;层状云发展较为平稳,云高在6~7 km,平均降水持续时间最短。     

山东三类降水云雨滴谱分布特征的观测研究

利用激光雨滴谱仪2009年8月—2010年10月观测获取的滴谱资料,分析了山东省三类云降水雨滴微结构参量特征及滴谱随降水过程的演变特征。按照降水云系不同分别对各微物理参量进行比较,结果表明,各值由大到小排序依次均为积雨云、混合云和层状云。三类云降水过程中雨强与雨滴数浓度和最大直径间存在较好的相关关系;层状云和混合云降水以直径小于2 mm的雨滴为主,而积雨云降水以1~3 mm的雨滴对雨强贡献最大。层状云降水雨滴谱很窄,呈单峰或双峰型;积雨云降水雨滴谱宽,在大滴端呈多峰结构;混合云降水谱宽介于前两者之间。另外,统计得到该地区三类云降水的Z-I关系式,为雷达定量测量降水提供了一定的参考。     

哈尔滨地区雨滴直径分布函数

采用美国PMS公司生产的GBPP－100型地面雨滴谱仪，对1999年5－7月哈尔滨地区几次降水过程进行了观测。根据雷达资料和宏观观测，把降水云分为层状云，积层混合云和积雨云，分析了3类云降水微物理结构，重点研究了不同类型降水的雨滴谱分析特征，拟合了雨滴直径分布函数。     

热带测雨卫星测雨雷达探测的亚洲夏季积雨云云砧

热带测雨卫星(TRMM)测雨雷达探测产品资料中"其他"类型降水一直被忽略,它具有什么物理含义也无从知晓。文中利用个例分析和统计分析方法,对10年夏季亚洲"其他"类型降水进行了研究。个例分析结果表明"其他"类型降水的平均廓线表现了积雨云云砧特征,其廓线峰值(约0.6—1.0 mm/h)高度位于8—10 km,且云砧顶部具有0.8以上的可见光平均反射率和低于215 K远红外平均亮温;根据个例中积雨云云砧廓线特点,文中定义5 km以上各层累计降水率大于1 mm/h为云砧廓线,对亚洲夏季积雨云云砧样本进行了统计,结果表明该地区夏季云砧样本占"其他"类型降水样本总数的近70%;统计结果还表明夏季亚洲积雨云云砧出现频次为0.1%—0.4%,它至少超过对流降水频次的十分之一,亚洲云砧出现频次的特点是陆面高于洋面;云砧的结构特点表明云砧平均厚度3—4 km,其底部高度约6 km,顶部高度在10—12 km;云砧的平均可见光反射率在0.8—0.9,远红外平均亮温低于220 K。     

使用GMS数值化卫星资料估计梅雨锋降水的初步探讨

应用ＧＭＳ可见光和红外通道数值化资料，针对梅雨锋云系特点，选用云顶红外计数值、可见光计数值、红外计数值梯度等因子，用逐步回归法导得高层高积云、多层云和积雨云的降水与上述因子的关系。并将估计结果与理论、实测降水比较，表明该方法估计效果较好，采用云分类降水估计结果比无云分类的要好。     

人工影响积雨云机制的数值研究

本文用一维时变积雨云模式对一块积雨云进行了播撒人工冰晶或水滴的多种数值试验，得到了增加降水或减轻冰雹灾害等效果。对各种催化方法的作用作了分析对比，并得出人工催化可能改变降水元形成的主导微物理过程。     

哈尔滨地区春夏季降水微结构特征

为了研究大气水资源本底分布特征，本文提供人工影响天气潜力和背景依据，采用PMS公司生产的GBPP－100型地面雨滴谱仪，取得哈尔滨地区1999年春夏季积雨云，积层混合云和层状云27次降水资料，分析了三类降水云雨滴微结构参量及其演变，并使用线性回归和逐步判别，对Г分布参量n0,λ和μ的线性关系进行统计计算，得出了一些有意义的结果。     

积雨云中微物理过程的数值模拟——(二)阵雨、冰雹、暴雨的个例研究

用文(一)的微物理模式在一维时变动力学框架里模拟了江西阵雨云,75·8暴雨和张家口冰雹云。用实测探空作为输入,计算结果同实测的云降水和雷达回波特征相比,在很多方面相当一致。它展示了暴雨云的持续性和冰雹云的低降水效率等,表明了在这些云底较暖的积雨云中贝吉隆过程对降水作用不大,而暖雨过程则是启动降水的主要环节。     

卫星遥感云分类和TBB产品在天津地区云状识别的应用分析

利用2012年4月1日至2013年7月31日地面观测资料和卫星遥感云分类、相当黑体亮温TBB产品,针对不同天气类型进行背景统计和个例分析,讨论云分类、TBB产品在云状自动识别中的应用。结果表明:地面云观测取消后,云观测业务可以依据卫星遥感产品展开,即以云分类产品为基础,结合TBB资料和天气现象进行订正。当无降水时,云状以云分类产品为主,如云分类产品为积雨云,可将云状订正为非降水云;当TBB240 K时,同时变率由负值向正值转变至接近0时,有雷暴活动发生,无论是何种云分类产品,云状可直接定为积雨云;TBB在240~260 K,为稳定性降水时,考虑为非对流性云(层积云或高积云、高层云或雨层云)。     

暖底积云自然降水过程和 人工催化个例数值模拟

利用一维积雨云双参数模式模拟福建省的暖底积云自然降水过程和催化过程。模拟结果表明:暖云催化影响了降水的演变过程,不仅使总降水量增加,而且改变了降水的分布,使降水提前出现。冷云催化对降水过程没有发生明显的影响。对催化云和自然云云水和雨水含量的模拟表明:暖云催化使云中碰并过程提前出现,导致催化云中云水含量明显少于自然云中的云水含量:催化云雨水含量先是明显大于自然云中的雨水含量,随后明显小于自然云中的雨水含量。     

辽宁地区不同降水云系雨滴谱参数及其特征量研究

利用位于辽宁省沈阳市和辽阳市的Parsivel（Particle Size and Velocity）激光雨滴谱仪观测到的雨滴谱资料按照积雨云降水系统、积层混合云降水系统和层状云降水系统分析雨滴谱特征量和谱参数的平均特征及随时间的演变特征。结果表明:Gamma分布拟合谱参数N₀和λ按照层状云、积层混合云和积雨云的顺序减小,谱参数μ按照层状云、积层混合云和积雨云的顺序增大;直径小于1 mm的降水粒子对数浓度的贡献最大,直径大于1 mm的降水粒子对雷达反射率的贡献最大;M-P分布的谱参数N₀与雨强I具有幂函数关系,并且随着雨强I的增大而增大,谱参数λ与雨强I具有指数函数关系,随着雨强I的增大而减小。     

用积云数值模式估算和分析梅雨锋降水

本文根据梅雨锋上中尺度或中间尺度积雨云团的某些基本特征,参照胡志晋积云模式和徐华英积云模式以及国内外有关文献,对积云的动力学微物理学联立方程组等作了选择、简化与调整,初步调试出一个一维半非常定简化暖积云数值模式。将南京1982年7月18—21日及徐州1982年7月21—24日的特性层探空资料输入本文云模式进行了数值试验,得到模式云内的垂直气流、温度、比湿、云水量、雨水量、雨滴数密度、雨滴半径、雨滴落速等特征量的高度分布及其随时间的变化。据此探讨了梅雨期降水性云的演变过程及其宏、微观结构的主要特征,初步探讨了用模式云的雨量、雨强来估算梅雨锋降水的雨量和雨强的可能性。     

南京"03.7"大暴雨中云物理过程的数值模拟研究

利用三维全弹性、双参数化对流云模式和南京站探空资料,对南京“03．7”特大暴雨过程进行了数值模拟研究,着重分析产生这次大暴雨的云物理机制。模拟结果表明,此次暴雨属于积雨云降水,其中云雨碰并是最主要的成雨过程,贡献率达到74％,其次是霰／雹融化,占22％,说明此次降水以暖雨过程为主。通过暖雨过程对比试验表明,虽然冰相过程对雨水的贡献较小,但加入冰相过程能使模拟结果更接近云的实际情况。     

具有简单云模式的郭晓岚积雨云参数化格式的预诊和半预诊数值试验

本文给出了一个用于大气坏流模式中的积雨云参数化方法。该参数化格式的基本出友点与郭晓岚(1974)方法相同,即认为在由于大尺度水汽平流辐合及下垫面的水汽蒸发而具备充足的水汽供给的条件下。在条件性不稳定大气中可以发展出积雨云。 积雨云参数,如温度、水含量、垂直速度和吸入等都由一个一维云模式给出。 本格式用于Thompson等根据GATE实验第三阶段大西洋东部热带的观测资料合成的东风波的个例研究。文中就降水率和对流云作为感热源及潜热汇的作用等方面,比校了格式所得的结果与Thompson等由大尺度观测分析计算得出的事实。 最后,将该格式嵌入以实际观测值为初始条件的半球大气环流模式中,进行了模拟时间为48小时的数值试验,并与嵌入郭晓岚(1965)格式所得的结果进行了比较。     

对积雨云、层状云降水雨滴谱个例对比分析

利用北京市人工影响天气办公室2008年获取的典型积雨云、层状云降水过程雨滴谱资料,通过雨强、雨滴空间浓度、最大雨滴等特征值对比分析了两类降水过程的微物理特征。,个例中积雨云和层状云的谱宽分别是6mm和4mm,但雨滴算数平均直径都是0．96mm,在过程平均空间浓度上积雨云高了近一倍,达到318m^-3而两个例中直径超过1mm的雨滴所占总空间浓度的比例均接近1／4、积雨云强中心和边缘的降水雨滴谱、雨强的差别很大,强中心直径大于4mm的大滴占总雨强的比例达到55％,谱宽达到6mm,而强中心过后的降雨边缘谱宽则小于4mm。稳定的层状云降水的雨滴谱、雨强在时空上存在分布不均匀和大、小滴空间浓度反向变动的特征。     

基于MODIS云宏微观特性的卫星云分类方法

利用MODIS云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态等产品,以及表征6种云类的云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态的特征值,采用最小距离分类法和多阈值判识法相结合,对卫星观测像元的云进行分类,包括层云、层积云、积云、积雨云、雨层云、高积云/高层云、卷云以及卷云伴随高积云或高层云的多层云、卷云伴随层云或层积云的多层云、高积云或高层云伴随层积云或层云的多层云10类。2008年、2013年卫星分类结果与地面站云类观测对比,达到60%的一致性;将相同时间的地面小时降水量与分类结果叠加显示,出现降水处多为雨层云或积雨云。     

如何判断被层云、浓雾、雨层云遮档的积雨云

隐蔽在层云、浓雾和雨层云中的积雨云,在未出现雷暴之前是很不容易观测准确的,尤其在夜间,观测更为困难. 空军《气象学教程》一分册上指出:“积雨云在天边是容易分辨的,但当大块积雨云遮盖全天时,由于无法看到云的侧面和顶部,往往容易与雨层云相混淆.这时可以根据以下几点来区别:(1)积雨云有雷电现象,雨层云没有;(2)积雨云的降水是阵性的,雨层云的降水是连续性的;(3)积雨云底常呈悬球状,有明显的起伏,雨层云则由于     

宁夏盛夏层状云降水雨滴谱特征分析

利用1982年7月在宁夏银川机场地面4次观测获取滴谱资料, 分析了宁夏夏季层状云雨滴的瞬时和平均谱及有关物理量的特征,总结出了层状云降水的一些主要特征.文中给出了4次降水的平均谱分布及谱参数的演变,进行了M-P分布的拟合分析,得出雨滴谱基本符合M-P分布.还分别建立了雷达反射率因子、雨强和雨水含量之间的相关关系,并分析了层状云降水的特点以及与积雨云、混合云的特征量进行对比,总结出三种降水的不同之处.