小尺度起伏条件下云滴连续增长的马尔科夫过程和它在积雨云发展中的作用

暖云降水起伏理论说明了云雾降水微物理的一些本质问题。这方面的一些结果(例如文献[1]—[3])与一些观测事实比较接近。在文献[4]里曾说明了云中的某些起伏场相关时间可能比较短,水滴的随机增长过程要用马尔科夫过程来处理。这里有一类不连续地增长过程。而对于连续的增长过程里,周秀骥也曾指出,可应用Колмогоров第二扩散方程处理。本文将在半径的某种函数z(R)空间上建立起这种方程,并求出其相     

起伏条件对冰雹增长的影响

观测资料表明,云中的一些物理量如气流、含水量等都是有起伏的。在雷暴和冰雹云中,由于强烈的扰动,这些量的的起伏更为显著。中国科学院大气物理所的云物理工作者曾经在云滴浓度(或含水量)、上升气流、湍流加速度、电量等气象因子有起伏的条件下,研究了暖云降水机制问题。本文在文献[3]和[5]的工作基础上,将生长质点的半径作为多元随机变量(初始粒子半径和诸气象因子)的函数来处理,对雹胚为多谱时在两个主要气象因子—含水量和湍流加速度有起伏的环境中生长的冰雹谱作了具体的推导和计算。另外还推导计算了其它几种较简单的模式,并作了比较。通过上述工作,揭示了那种平均物理量比较弱的对流云中能够在较短时间里形成中等以上大小(或中等强度)的冰雹的物理原因。定量地说明了起伏的气象因子的增减和雹胚的大小和分布对冰雹谱的影响。     

对云滴凝结增长方程的质疑

基于多元体系化学势和相平衡原理,分析认为“水蒸气凝结释放的潜热既升高了云滴表面温度,又向外传导热量”的观点违反了热力学第二定律,指出这样热传导过程是不可能进行的,分析认为大气中水蒸气凝结只能以辐射形式释放潜热。     

爆炸对云滴碰并增长的实验研究

在2m3云室中进行了一组研究爆炸对云滴碰并增长影响的试验。用一个模拟爆炸源产生冲击波,通过沉降取样和FSSP观测爆炸前后的滴谱变化。沉降取样结果表明,在爆炸声压级130 dB作用后的2分钟内,滴谱变宽,较大云滴浓度增加。从室内试验看,爆炸冲击波似乎能促进云滴的碰并过程。本文结果为爆炸对暖云影响提供了一种可能的解释。     

起伏条件下云雾的重力碰并生长

云雾中的气象要素和云雾物理量经常有着起伏,因此研究重力碰并在这种起伏条件下如何使云滴生长,从而形成滴谱,是很必要的。本文对云中小水滴浓度(或含水量)有起伏时的云雾滴生长进行了计算,得到了云滴的一种理论分布。由此可以看出,在起伏条件下,云滴生长是比较快的。在比较短的时间和比较薄的云中有可能形成相当大的云滴,即半径50μ乃至100μ以上的云滴。因此在均匀条件下,凝结生长和重力碰并增长中的所谓“生长障碍”区(云滴半径在20—30μ左右)也就不存在。     

湍流对云滴谱增长的作用(摘译)

一、引言云中总有一定程度的湍流存在,然而究竟多大强度的湍流扰动对降水形成的微物理过程有影响,目前尚不清楚.研究湍流对处在发展初期的积云中碰并过程的作用是特别有趣的,有研究证实,湍流增强,则微滴增长.又有人认为,在海洋上弱的湍流可以引起云滴谱的明显展宽.其结果是,对于起伏的湍流速度场,不同尺度的云滴对应不同的     

垂直气流速度起伏条件下形成降水的各因子分析

文献[1]阐明了上升气流的起伏对暖的薄云降水有重要作用,本文在此基础上进一步分析了各因子的影响。结果指出,垂直速度的起伏量和平均值,云中含水量及云厚等参量,只有在适当的配置下,才有可能形成降水。并且着重分析了起伏量大小对雨滴谱的影响。看来,起伏量大大对降水形成是不利的。     

同一大尺度天气条件下的两地明显降水差异成因分析

通过对地域毗邻的广西、广东两省2004年春季一次降水个例的综合分析,结果表明,两广锋前中尺度流场、锋面坡度的不同,以及两地明显的水汽和垂直运动条件的差别,是造成这次两广明显降水差异的主要原因所在。所得结果可对今后预报提供一些启示和参考。     

同一大尺度天气条件下的两地明显降水差异成因分析

通过对地域毗邻的广西、广东两省2004年春季一次降水个例的综合分析，结果表明，两广锋前中尺度流场、锋面坡度的不同，以及两地明显的水汽和垂直运动条件的差别，是造成这次两广明显降水差异的主要原因所在。所得结果可对今后预报提供一些启示和参考。     

起伏条件下重力碰并造成的暖性薄云降水

本文中考虑了云中垂直气流的湍流起伏,来計算云滴的碰并增长.发現在这种上升气流有起伏的环境下,同样大小的云滴在云中可以长成不同大小的較大云滴,包括降水胚滴和降水微元(雨滴),从而对暖性薄云如何形成降水給出一个此較合理的解释。     

青藏高原低涡移出高原的大尺度条件

利用NCEP再分析资料,计算分析了各类高原涡东移出与未移出高原的对流层中、上层多种合成物理量场。研究指出,高原低涡移出高原是受西风带天气系统与副热带天气系统的相互作用及对流层中层与上层的天气系统相互作用造成的。研究揭示了低涡东移出高原的大尺度条件及物理图像,还揭示了各类高原涡东移出高原的大尺度条件的主要差异。为预报高原涡移出高原的暴雨、洪涝提供了科学依据。     

大尺度下的水安全问题探索

论述了水安全问题的重要性、水安全的内涵。创造性提出大尺度下水安全科学定义——水安全度,与定义相配套建立了定量估计水安全度的框架和原则方法。最后讨论了基于水安全度对水安全评价的主要内容。本文从全新的角度探索了大尺度的水安全问题,对在我国科学地建立水安全保障体系有重要意义。     

起伏场的相关时间对水滴随机长大的作用

本文讨论了云滴起伏增长中相关时间的作用。结果表明,起伏场的这个特征量是一个很重要的因素。 对湍流加速场的相关时间进行了研究。指出这个场的相关时间很短,不能在直接形成雨滴的过程中有重要贡献。 对含水量起伏场的研究初步表明,它可以在形成30—50微米大云滴的过程中有重要贡献。比以往均匀长大理论要快半小时以上。     

华南持续性暴雨的大尺度降水条件分析

利用1958-2004年NCEP/NCAR全球逐日再分析格点资料和同期我国华南地区45站的逐日降水资料,从水汽条件、不稳定能量及抬升条件对发生在华南地区的157个连续性暴雨进行分析,并结合各自的爆发时间,对暴雨进行分类,讨论了不同类型华南持续性暴雨的形成原因.     

2、3月份大雪的大尺度物理条件

本文根据2、3月份9次大雪过程,分析得到大雪的大尺度物理条件是:1.有较充沛的水汽和能量;2.有较强而持续的上升速度;3.有稳定的大尺度环流背景。     

华北汛期大尺度降水条件的年代际变化

利用中国740站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,使用合成分析等方法,分析了华北汛期大尺度降水条件的年代际变化。结果表明：以1978年为界,华北汛期异常水汽先由南边界和西边界供应,后改变为由北边界和东边界供应;水汽收支由异常辐合和盈余,改变为辐散和亏损;先前能够到达华北北部甚至接近华北最北边界的暖湿气团,改变为后来只能抵达黄河南岸;并且沿着太行山走向的冷暖空气的相互作用也由强变弱;华北上空由异常上升运动,改变为异常下沉运动;区域平均的对流层涡度的垂直分布,由先前的两层结构（低层正涡度、高层负涡度）改变为后来的三层结构（对流层中低层负涡度、中高层正涡度和高层负涡度）,整层涡度效应值也由大变小。尽管华北区域平均的散度和垂直速度,在垂直方向上的结构没有发生明显的年代际变化,但是整层散度效应值和垂直速度值均由大变小。     

大尺度强降水的基本物理条件和天气形势配置

本文利用1988—1989年两年夏季京津冀中尺度试验基地的常规探空资料和物理量诊断场,分析了与大尺度强降水关系最密切的三个基本物理条件与天气形势的配置。这三个条件是高空辐散、低层水汽通量辐合和低层暖平流。文中给出了有利于产生强降水的典型图例,有助于在短时预报中将物理量诊断资料和常规天气图的有机结合。     

雷暴云中闪电放电条件下的雨滴增长

从考虑雷暴云中电场力作用的水滴运动方程出发，利用球的正面阻力系数ψ和雷诺数Ｒｅ的实验关系，计算出水滴在外力作用下的瞬时运动速度，从而计算出环境电场作周期性变化时水滴增长的规律。     

吉林省短时强降雨天气特征及大尺度环境条件

本文利用2005-2010年常规气象观测资料,对吉林省50个气象站43例短时强降雨从时空分布特征、影响系统、大尺度环流背景特征以及中尺度天气分析等方面进行了较详细分析,结果表明:短时强降雨主要集中在7月20日-8月14日间,呈中部多、东西部少,相对平坦的区域多、山区少,盆地多于山区的特点。500h Pa影响系统主要有四类,即西风槽、切变、Ω型高压两侧槽或切变,以及冷涡四类。不同系统的形势配置和物理条件有一定差异,Micaps业务平台中的探空、环境物理参数和物理量指标对短时强降雨预报具有较好的指示意义。     

1998年长江流域洪涝灾害的气候背景和大尺度环流条件

分析１９９８年夏季长江中游严重洪涝灾害前期以及洪水出现期的和大尺度环流的作用。厄尔尼诺事件为这次长江流域夏季洪涝提供了气候背景。在梅雨前期江南出现７个月的多雨期,这使得梅雨开始时暴雨区的土壤水分接近饱和,江河湖的水位很高。梅雨期出现强降水后,大量雨水只能涌向河流,使得江河泛滥;土壤水分饱和也使得暴雨区的水分内循环增强。研究表明：１９９８年梅雨期降水强度较大,这期间有来自南海南部的两次大气低频振荡,输送大量不稳定的湿空气到暴雨区。７月下旬出现二度梅以及８月长江上游出现５次洪峰都与当时西风带南部静止波列的调整有关。