积云暖雨过程及其盐粉催化的参数化数值模拟

我国南方夏季浓积云和积雨云前期的自然成雨过程中,暖雨过程(没有冰相参与的凝结、碰并过程)起着主要的作用。多年来我们进行的盐粉催化积云的人工降雨试验,其作用原理也在于影响积云的暖雨过程。在数值模拟中必须对暖雨过程提出比较切合实际的可用的数值模式。     

暖积云降水过程中的云雨自动转换

Kessler,Berry,Simpson,Cotton,胡志晋等提出了各自不同的云雨自动转换率公式,用参数化的方法处理云雨自动转化过程。本文在二维时变的暖积云降水模式中,使用Kessler,Berry,胡志晋三种云雨自动转换公式,对不同强度的暖积云进行了数值计算。 计算结果表明,在暖积云降水数值模拟中,使用不同云雨自动转换公式,对于强暖积云降水总量的     

积云中硫酸盐形成机制的研究

本文在参数化云物理模式与化学模式的基础上讨论了积云降水过程中,云内硫酸盐形成的各种反应机制的相对重要性。计算结果表明:在反应的初始降段,(SIV)的H_2O_2液相氧化的氧化速率最大,即对云内硫酸盐形成的贡献为最大。随着反应的进行,其氧化速率很快减小,S(IV)的O_3液相氧化成为硫酸盐形成的最重要的来源。S(IV)的Fe~(3+)、Mn~(2+)催化氧化及SO_2的气相反应的贡献相对来说比较小。计算结果表明:在积云降水过程中,液相反应对云内硫酸盐形成的重要性大于气相反应。     

台湾锋前暖区一次积云对流过程

用ＴＡＭＥＸ中尺度试验加密观测资料，研究影响台湾地区的一次梅雨锋前暖区强对流过程，利用积云群整体诊断模式，对积云对流物理过程以及云中参数进行估算，结果给出锋前对流云团与环境场相互作用的物理图像     

积云并合在强对流系统形成中的作用

利用中尺度非静力平衡模式（MM5V3）,模拟研究了积云并合过程在北京2001年8月23日一次产生强降水和冰雹对流天气形成中的作用。研究结果表明,积云并合在此次强中尺度对流系统（MCS）形成中有非常重要作用。整个形成过程经历了从单体并合、积云团并合和强中心并合的多尺度并合过程。首先,相邻孤立对流单体之间通过在中层形成云桥并合成为积云团,接着相邻积云团之间也通过中层云桥并合形成具有多个强中心的中尺度对流系统,最后,中尺度对流系统内强中心实现并合。而强中心并合过程伴随着强降水、大风等剧烈天气的产生。积云下沉气流对于积云并合有着重要作用,由强辐散出流形成的上升气流及与环境风相互作用有利于并合的形成和发展。并合过程导致云内上升－下沉气流增强,对流运动发展加强,有利于水汽转化,形成大量过冷云水和冰相粒子。大量冰晶和霰的形成有利于强降水的产生。     

海南岛西部山区人工催化暖底积云随机化效果检验

2015—2016年在海南省昌江县霸王岭开展地面暖云烟炉随机化人工催化效果检验,共取得催化和未催化试验样本34个。利用TITAN风暴追踪系统结合自动雨量资料进行统计和物理效果分析。结果表明:催化样本影响区平均增雨量为3.36mm/2h,未催化样本平均增雨量为2.97mm/2h,催化比未催化样本平均增加雨量0.39mm,相对增加11.4%,显著性分析差异显著;对于增长阶段的积雨云,催化样本反射率增强、含水量增大、回波顶高升高;处于减弱阶段的积云,多数催化样本回波减弱趋势趋缓。     

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。     

积云性云和积云状云

云的变化是大气运动的直接表现。它表征着不同天气的变化,是天气和气象要素的综合反映。它对未来天气有一定的指示意义,特别是积云性云(cug)和积云状云(cuf),反映了两种截然不同的大气稳定状况。积云性云表示天气由不稳定趋向稳定,无论是积云性层积云(Sc cug)还是积云性高积云(Ac cug),一般都预示着对流的减     

用一维积云模式预报积云的试验

本文将改进的一维积云模式用于积云人工增雨作业报告。在1993一1995年春季飞机增雨作业期间,对广西南宁地区的21个个例的计算中,进行人工增雨作业可能性预报,预报成功率可达67％以上。     

层状暖云降雨及其催化的数值模拟

本文提出层状暖云降水的一维时变模式,用数值试验方法探讨了层状暖云降水的临界条件,各种物理参量对降水过程的作用以及播撒盐粉的增雨效果和最佳催化技术。     

NUMERICAL SIMULATION OF ACIDIFICATION PROCESSES IN COLD CUMULUS CLOUDS

In this paper, a 1-D time dependent cold cumulus chemistry model is presented. In the coldcumulus model, 4 categories of hydrometeors: cloud drops, raindrops, cloud ice crystals, graupelparticles, and 18 microphysical interactions are considered, In the chemical model, the source andsink terms for pollutants include: the complicated interactions between pollutants (gases andaerosol particles) and the hydrometeors (especially ice crystals and graupel particles), the ex-changes of chemical compounds between two hydrometeors accompanying microphysical processesand the aqueous oxidations of S (IV) to S (VI). The two models are combined to study the acidifi-cation processes in cold cumulus clouds.     

中国南方地区层状云的形成和日变化特征分析

文中利用中国地区卫星和地面观测云的量、状、高等资料及空中规定等压面和特性层探空资料 ,分析了中国南方地区 (2 0～ 35°N ,10 3～ 12 0°E)层状中、低云的形成背景和日变化特征并初步解释了日变化的原因。层状云的伸展高度是受空中逆温层限制的 ,华南沿海地区的层积云与海洋性层积云具有较相似的性质 ,是水汽在边界层逆温下凝结、堆积的结果 ,其云量日变化与边界层日变化有密切联系 ,白天减少 ,夜间增多。高原以东地区层状中云的形成是青藏高原大地形动力作用的产物 ,是冬春季水汽在高原以东大尺度低高层辐合、中层辐散所伴随的下沉运动形成的逆温层下堆积的结果 ,其日变率较小。     

暴雨中尺度环境场特征及积云对流的反馈作用

本文利用一套具有中尺度分辨率的观测资料,对发生在1983年6月下旬的一次长江流域梅雨暴雨过程进行了诊断研究,并比较了该过程的对流降水活跃期和非活跃期的中尺度环境场特征。结果表明,两个时期的动量场存在明显差异,而水热场差异不大,Q₁和Q₂以及涡度收支也存在明显差异。在降水活跃期（暴雨集中期）,积云对流对能量和涡度的垂直输送有着重要作用;在水热收支中,起主要作用的是垂直输送项,潜热加热基本上为抬升冷却所平衡,水汽的垂直输送是积云对流的主要水汽源;在涡度收支中,低层散度项和扭转项制造正涡度,并通过积云对流向上输送,无论在低层或高层积累的正涡度都被平流非线性过程所耗损。      

云体併合及雹云形成

云体併合是冰雹云形成的重要原因之一。 文章提出了五种併合类型,给出了它们的特征和模式。最后讨论了饼合成雹云的若干条件。     

华南暖区降水数值预报的初值同化试验

为了了解初值场对华南短时临近降水预报的影响,文中利用GRAPES区域中尺度模式,针对华南一次暖区暴雨过程分别进行控制试验、同化地面探空资料、nudging雨水资料和同化雷达径向风等四个模拟试验。分析结果表明：(1) 同化地面探空资料有助于改善24小时的降水落区及其量级;(2) nudging雨水资料对临近降水预报有积极影响;(3) 同化雷达径向风能使24小时的降水落区、量级得到明显的提升。这些结论为下一步的华南地区短时临近降水预报研究提供了重要的技术参考。     

层状云人工增雨机制、条件和方法的探讨

该文提出了新的层状云人工增雨机制，指出人工冰晶除通过贝吉隆过程使过冷云水转化为降水外，还使一部分冰面过饱和水汽转化为降水，凝华潜热的释放导致空气增温和局部升速加大，促进云降水的发展。与此相应提出了适合人工增雨的云层条件、监测识别方法以及最佳催化部位、药剂、剂量等。     

高压“东阻”对特大暴雨形成的作用

1963年8月在华北、1975年8月在华中、1977年8月在毛乌素沙漠出现的特大暴雨是我国中纬度地区近40年来最严重的三场特大暴雨。国内对它们进行过较细致的个例研究。过去,我们曾提出:在适当的地形条件下,\     

BLOCKING EFFECT OF HIGH PRESSURE SYSTEM ON THE FORMATION OF EXTRA-INTENSE HEAVY RAIN

Commonly the centre of an intense heavy rain occurs in a very limited area,but for the three extra-intense heavy rains of the present study,63-8 in North China,75-8 in central China and 77-8 in the desertregion of Inner Mongolia,which all appeared under the environments of“Western Low and Eastern Blocking”(EB)pattern.From this study,the following effects of the EB are found:(1)It affects the precipitationsystems staggering in a local place and/or changes the trajectories of low votices and urges them into thesame raining areas intermittently.(2)It transports water vapour into raining areas.The air flows by thewest side of EB produce strong cyclonic vorticity behind EB frequently,which transports water vapour andforms mesoscale precipitation systems more favourably than the low level jets.(3)Air flows behind EB con-jugate with adequate topographic relief,which enhances the precipitation and makes the raining areas over-lapped.So that extra-intense heavy rains could occur in higher latitudes of semi-aird areas,and occasionallyeven in the desert region of North China.Such extra-intense heavy rains could not be explained by static local humidity and temperature only.This is also a principal discrimination between the prolonged extra-intense heavy rain and the short-rangeconvective precipitation and/or the common precipitation.