绥中冰雹云过程的数值模拟

1 引言 冰雹云过程是一种强对流过程,危害很大,尤其对农业的危害更大。从1989年到1991年,辽宁省人工增雨防雹办公室、中国气科院人工影响天气研究所和绥中县气象局联合在绥中进行冰雹云的探测工作,获得了17次冰雹云过程的探测资料。本文采用一维时变积雨云参数化微物理模式,对1989年和1990年发生在绥     

绥中冰雹云过程的数值模拟

冰雹云过程是一种强对流过程，危害很大．尤其对农业的危害更大。从1989年到1991年，辽宁省人工增雨防雹办公室、中国气科院人工影响天气研究所和绥中县气象局联合在绥中进行冰雹云的探测工作，获得了17次冰雹云过程的探测资料。本文采用一维时变积雨云参数化微物理模式，对1989年和1990年发生在绥中的两次冰雹云过程进行模拟。     

宜昌90512雹云回波及数值模拟

本文对1990年5月12日湖北省宜昌地区一次降雹过程的"713"数字化天气雷达回波演变特征进行了分析,并应用当地07时挥空资料采取积云一维时变双参化微物理模式进行了模拟计算.分析得出气团性雹云的发展、成熟、衷亡各阶段的基本特征.     

高原东部地区一次雹云地雹过程的数值模拟

本文利用一维半时变双参数积云模式，对高原东部地区一次本西风槽影响下的冰雹天气过程进行了数值模拟。讨论了该雹云内的动力、热力特点以及过冷云滴、冰晶、霰、雹的产生和转化以及降水粒子碰并增长等物理过程。对高原雹云的成雹机制作了初步探讨。     

高原东部地区一次雹云成雹过程的数值模拟

本文利用一维半时变双参数积云模式，对高原东部地区一次西风槽影响下的冰雹天气过程进行了数值模拟。讨论了该雹云内的动力、热力特点以及过冷云滴、冰晶、霰、雹的产生和转化以及降水粒子碰并增长等物理过程。对高原雹云的成雹机制作了初步探讨     

超级单体单体多单体雹云及其成雹特点的数值模拟研究

用数值模拟方法模拟了超级单体、单体和多单体雹云的流场和水凝结物场,并对其成雹规律进行了数值模拟研究。结果表明：可长成大雹的雹胚的初始出发区的位置主要由雹云的流场决定,而与雹胚的大小关系不明显;３种类型的雹云的成雹规律是相似的,超级单体之所以可以降大雹,主要是由于流型的稳定和长的生命期。     

雹云成雹机制及最佳催化方案的数值研究

应用中科院大气物理研究所建立的三维雹云模式,对河南南阳1999年5月9日一次降雹过程进行了数值模拟.模拟结果表明云内存在过冷水累积区,冰雹在过冷水累积区长大;使用不同催化方案催化后,均能起到减少地面降雹的作用,但是在雹云形成的不同时间、不同的催化部位和使用不同的催化剂量,其消雹效果不一样,在冰雹形成前于过冷水累积区催化效果最好.     

雹云成雹机制及最佳催化方案的数值研究

应用中科院大气物理研究所建立的三维雹云模式，对河南南阳1999年5月9日一次降雹过程进行了数值模拟，模拟结果表明：云内存在过冷水累积区，冰雹在过冷水累积区长大；使用不同催化方案催化后，均能起到减少地面降雹的作用，但是在雹云形成的不同时间、不同的催化部位和使用不同的催化剂量，其消雹效果不一样，在冰雹形成前于过冷水累积区催化效果最好。     

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。     

不同云底温度雹云成雹机制及其引晶催化的数值研究

用二维准弹性冰雹云模式模拟了中国不同地区的冰雹云的成雹机制和人工引晶催化的效果,结果表明：强对流云中自然初始降水元的形成主要同云雨自动转化相关;云底温度较低的冰雹云的雹胚形成以云霰转化过程为主,暖云底的雹云则以雨霰转化为主。人工引晶的作用有三：（１）加强云中冰霰转化过程,雹胚过多争食防雹;（２）促进雨霰转化过程,使雹胚浓度增加,并且减少过冷雨滴,抑制冰雹碰冻过冷雨滴的增长;（３）使云的下部霰量增加,降低降水粒子的增长轨迹,阻碍霰雹的增长。多次催化有时比一次大剂量催化的防雹增雨效果好。     

毕节雹云的分类

根据结节市雷达资料,将１９８５－１９９２年出现的不同形态,结构的雹云分为强单体,多单体及一般单体３种类型。并详细论述了３类雹云出现的频率,强度,顶高,移速及面积等参数特征。     

层状云酸化数值模拟

发展、设计了一个一维时变参数化微物理过程的暖性层状降水云化学模式,研究云雨酸化机制及 SO_2、HNO_3、和 H_2O_2的云内雨洗清除和云下冲刷清除。结果表明,SO_2被 H_2O_2的氧化是SO_2氧化的最主要途径;S(Ⅳ)→S(Ⅵ)转化率及氧化和清除的相对重要性随时间演变不断变化。模式结果在一定程度上与实测资料相符。     

环境与强对流(雹)云相互作用的个例模拟

基于北京2005年5月31日雹云个例数值模拟结果,分析了对流有效位能(CAPE)和水平风垂直切变(下称shear)等环境因素演变对对流活动的影响,并进一步分析了强对流云与局地环境之间的相互作用.长生命史的超级单体风暴需要shear和CAPE之间相互配合,一般用理查逊数(Ri=CAPE/shear)表示.本文给出了个例中这种配合的具体表现:当对流有效位能达到1000 J·kg-1时,小的垂直风切变产生一般单体对流,对应Ri数＞10,较强切变产生超级单体强对流,对应Ri数在1～5之间.环境影响对流形态,同时对流对局地环境也有明显影响:一般单体对流组成的飑线使其移动方向的局地环境shear增大,超级单体强对流随着其发展对环境shear的消耗明显,使得其周边几十甚至上百公里的环境shear明显减小.强对流活动区域局地环境shear的减小和CAPE的降低相配合,使R2数维持在1～5之间,有利于超级单体流型的维持.     

西昌一次降雹过程的催化数值模拟

利用三维冰雹云模式对2013年4月29日西昌一次降雹过程进行催化数值模拟,根据碘化银的催化时间、催化高度、催化用量和催化方式开展一系列防雹试验。结果表明:选择合适的催化时间、催化剂量、催化位置及催化方式,可以达到最佳防雹效果;通过对催化例和未催化例的冰雹形成机制对比分析得出,在播撒碘化银后,激发了"有利竞争",雹块不能长大;霰胚的减少及冰雹碰并云水的减少,导致降雹减少。     

西昌一次降雹过程的数值模拟研究

利用三维冰雹云模式,对2013年4月29日四川西昌的一次降雹过程进行了数值模拟。模拟结果显示:该例冰雹云存在过冷雨水累积带;霰是冰雹的主要胚胎,雹块主要通过撞冻云水增长,其次是撞冻霰增长;模拟区域内液态降水量和固态降水量分别占地面总降水量的52%和48%,冰雹占固态降水94%;通过对该例雹云中冰晶、雪、霰、冻滴的微物理过程分析发现,在雹云发展的不同阶段,冰雹的形成机制不同。     

盛夏雹云的个例分析

我省强对流的冰雹大风天气多发生在春末夏初四、五月份,有时也出现在六月下旬、七月上旬出梅前后。但1980年出现异常天气,在7月16日至18日和8月12日盛夏季节仍出现了强风暴、冰雹天气,为二十多年来所罕见。本文仅用探空资料进行计算,利用雷达回波进行比较,对盛夏雹云的成因和形态特征进行了分析,提出了判别盛夏雹云应注意     

江浦雹云的演变特征

1976年6月10日午后,沿着地面切变线产生了一条由几块强单体所构成的对流回波带,使皖东和苏南地区十几个县发生了强烈降雹。本文对江浦县境内的一块雹云(简称江浦雹云)进行了分析,发现在雹云生命史中有地形影响时雹云结构的演变有某些特     

播撒碘化银实施雹云催化的数值试验--个例研究

在三维冰雹云模式基础上,采用湿热泡扰动方式激发对流云,对1998年7月21日发生在河南北部地区的一次冰雹过程进行模拟并做催化试验.结果表明,该例雹云具有含水量累积区,对累积区中心播撒碘化银能够减雹、增雨;而在此中心之下较低的高度作业,或播撒时间选取不当,则有可能增加冰雹.     

超级单体风暴中大冰雹增长机制的模拟研究

为调查超级单体中大冰雹的运行增长机制,使用三维冰雹分档对流云模式结合三维粒子运行增长模式,对一例超级单体风暴进行了数值模拟.实测风暴的结构如中气旋、弱回波区、前悬回波等被很好地模拟再现,显示了模式对超级单体具有良好的模拟能力.雹胚在风暴发展阶段由过冷雨滴冻结产生,主要分布在主上升气流区上部,在主上升气流区西北侧中高层也有相当数量的雹胚粒子,冰雹主要分布在主上升气流区东侧.风暴发展阶段产生的雹胚有7％～8％增长到1 cm以上,1％左右增长到2 cm以上,这些大冰雹绝大多数起源于主上升气流区北侧的高层云区,气旋性进入主上升气流区按照简单的上—下形式增长,少数大冰雹起源于主上升气流区西北侧风暴后部中高层,气旋性地沿着主上升气流区的边缘按照下—上—下形式运动增长,表明了超级单体中大冰雹存在两条增长路径.     

德州地区雹云雷达回波分型及物理模式

本文根据德州地区1990—1991年雹季冰雹云雷达回波料资及已有的云物理知识,分析得出德州地区三种雹云模式及云物理模式判别特征,此雹云雷达回波模式对冰雹天气临近预报,具有一定的指导作用。