雹块微物理和雹云单体关系的初步探讨

雹块微结构中包含着有关雹块在云内生长情况和雹云本身的某些信息。它们之间的关系有些已被认识,更多的还没有被人们所认识。 为揭示雹块微物理和雹云单体的相互关系,1982年夏天我们在新疆昭苏地区开展了雹块微结构和雹云宏观特征的配合探测,取得了一定数量资料。本文根据同年7月4个降雹日(7日、13日、16日、19日)的雷达回波和500多个冰雹切片资料,着重分析了冰雹的胚胎类型,提出了比较细微的雹胚分类标准;并在这个基础上,研究了雹胚类型统计特征和雹云单体的关系,发现复合单体和弱单体的雹胚类型分布有着较明显的差别。     

博乐冰雹的同位素分析

引言人类对冰雹的认识是从研究降落到地面的雹块开始的.起初,通过考察雹块的大小、形状、色泽等等,得到了雹块外观的一些初步知识.后来,通过测量雹块的密度,含水量,分析雹块的内部结构,获得了雹块的一些简单物理特征.但由于冰雹微结构所依赖     

圆锥形雹块微结构的分析研究

冰雹微结构的研究是冰雹微物理研究的基础,它对成雹机制的研究、冰雹数值模拟以及人工抑制冰雹等都具有一定的价值。利斯特(List)、麦克林(Macklin)、雷伊(Rye)、列维(Levi)等对冰雹的晶体和气泡结构进行了许多实验研究。徐家骝、施文全、李子华等对我国雹块的微结构也作过许多分析。但以上工作多研究球形雹块,对圆锥形雹块的系统分析工作尚不多见。     

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。     

《冰雹微物理和成雹机制》新书简介

徐家骝同志撰写的《冰雹微物理和成雹机制》一书即将由农业出版社出版。这是国内关于这方面内容的第一部著作,全书约14万字,共分七章。第一章至第五章叙述了雹块微结构、雹质点动力学和热力学等微物理方面的研究成果,内容比较系统。著者还介绍了一些他本人的观测分析工作:雹块层次结构和由此推测的生长条件;由高山站的软雹谱推论降水泡结构;雹块和软雹的形态分类和末速度公式等。在目前还不能解决直接进云观     

青海两次多单体降雹过程的雹谱分布特征

利用三维冰雹分档数值模式研究了1979年7月20日和8月5日青海西宁两次多单体降雹发生发展过程中云内微物理结构及雹谱演变特征。结果表明:1)云水、雨水的比含水量随雹云的发展呈先增长后减少的特点,两次个例的冰雹主要通过过冷雨滴冻结而形成,其增长方式是凝华及碰并过冷云水。2)雹谱谱宽与上升气流有关,个例一中倾斜上升气流有利于冰雹循环增长,雹谱较宽;个例二中没有倾斜上升气流,不利于冰雹循环增长,雹谱较窄。     

云南一次典型降雹过程的冰雹微物理形成机理数值模拟研究

冰雹形成的微物理机理是人工防雹的重要科学依据,但对我国西南地区冰雹形成的微物理机理研究很少。利用中国科学院大气物理研究所三维冰雹分档云模式对云南2016年7月11日一次冰雹云过程进行了数值模拟研究,揭示了冰雹形成的微物理机理。此次冰雹云生成发展快,强度大,是西南山区典型夏季冰雹云。数值模拟的降水、降雹和回波强度等物理量与对应的观测量基本一致。模拟的冰雹云的最大上升气流速度达到28.7 m s?1。通过对冰雹形成的微物理过程分析研究表明,雹/霰胚的主要生成来源是通过过冷雨滴的概率冻结产生的冻滴,占95%,而冰晶碰冻雨滴产生的雹/霰胚仅占5%,这与国外和我国其他地区雹/霰胚产生的来源和冻滴所占比例有明显差别;形成的雹/霰胚直径多数集中在0.3 mm至3.0 mm范围,雹/霰胚主要通过对过冷云水的碰并过程实现增长,直径小于0.3 mm的雹/霰胚较难增长;大雨滴冻结成较大直径的雹胚,可促成短时间内形成冰雹;在雹云发展过程中存在短时的过冷雨水累积带,但过冷雨水累积带对雹/霰胚的增长贡献不大。     

北京地区一次降雹过程和冰雹微物理特征

对2000年5月17日降雹现场进行了实地考查，同时收集了部分冰雹样品，进行了冰雹切片实验，分析研究了雹谱、雹击带和冰雹的微物理结构特征。应用天气图、雷达探测冰雹云回波和探空资料，分析了冰雹云形成的天气条件、大气层结和冰雹云回波结构。     

一次特大冰雹的雹谱分析

根据1982年8月1日发生在新疆克拉玛依市乌尔禾地区的一次特大冰雹所获得的大量雹谱资料，分析研究了这次特大冰雹的雹谱及其分布特征，给出了这次特大冰雹和雹块尺度、浓度、谱分布的基本测值，并探讨了它们与降雹云体的相互关系。     

中国半干旱地区成雹机制的数值研究

使用中尺度数值模式(WRFV3.7.1)对发生在宁夏南部山区两次降雹天气过程的背景场特征、云宏微观结构以及云内微物理转化机制进行了数值研究。结果表明:该地区冰雹云形成的大气环境水汽含量较少,冰雹的发生主要依靠"上干下湿"的不稳定层结及午后局地加热效应。两次个例发生的环境水汽含量存在较大差异,导致两次雹云个例微物理结构演变特征不同。对数值模拟结果分析发现,宁南山区冰雹云中雪粒子含量较多,雹胚(霰粒)主要通过雪粒子转化而来。霰粒主要通过水汽凝华及碰并过冷云水增长。模拟云中冰雹形成高度相对较低,冰雹形成后主要通过收集过冷云水增长。除碰冻过冷云水外,对过饱和水汽的凝华也是雪、霰、雹粒子质量增长的一个重要来源。模拟得到该地区冰雹云中云雨自动转化过程较弱,雨水主要是通过雪、霰、雹粒子在下落过程中融化形成。雨水在下落过程中蒸发显著。     

松原市两次强冰雹过程消雹对比及效果评估

利用718天气雷达对2007年7月6日午后出现在松原市境内不同地点的两次强冰雹天气过程进行了跟踪监测,结合松原市冰雹云模式,通过对两块强冰雹云进行消雹与否的比较,以及同一雷达回波消雹前后参数特征的变化分析,对消雹效果进行了评估。结果表明：在冰雹云旺盛发展阶段进行积极的消雹作业能使冰雹云快速消散,减少成核机率,大大减少大冰雹发生概率,经济效益非常可观。     

德州降雹物理特征量的观测分析

根据山东德州１９８８．９．１７和１９９０．６．２３降雹过程的冰雹样品和雹谱资料，研究了降雹物理特征量与冰雹灾害的关系。     

华北冷涡降雹特征

通过对1971—86年期间57次华北冷涡影响下的冰雹天气过程分析,总结出华北冷涡影响下产生大范围冰雹天气的环流特征及形成的物理条件,重点研究了雹云雷达回波产生的源地、移动路径、演变规律及形态特征。这些结果对预报华北冷涡型冰雹过程有重要参考价值。     

关于雹胚的研究

本文在研究冰雹胚胎上,不仅较有分析地提出定义雹胚的建议以及指出由于切片方法和外观观察方法的局限性可能造成的胚胎判断的错误,而且通过七个大冰雹过程所收集的269个雹块和1500张多层连续切片照片,分析了高原雹胚的类型,并研究了粒霰胚的存在。分析表明,高原雹胚主要是霰,并占雹胚的84％(其中粒霰胚占15％);冻滴胚占4％。文章应用冰晶大小和同位素氘的分析方法讨论了霰胚的生长部位,其生长环境温度为-13°—25℃,海拔高度7—9Km,而粒霰生长较一般的层霰在更高的高度,长粒霰生长在较低的高度。     

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。     

长江下游地区一次超单体降雹的切片分析

本文根据一次发生在1981年5月1日苏皖江北地区的超单体降雹的切片照片,分析了雹胚类型和雹块的层次特征,气泡分布和冰晶结构。结果表明,无论是透明层还是不透明层,都是湿增长层,因此这次超单体雹云中的冰雹是在湿增长条件下形成的。最后对在湿增长条件下形成透明层和不透明层的物理过程作了一些初步的说明。     

玛纳斯冰雹微物理个例分析

1984年6月3日玛纳斯县城受到一次强冰雹袭击,最大雹块尺度为2.2厘米,给当地农业生产造成了一定的损失.在当天08时天气图上,新疆北部处在高空低压槽区前部,且受西南气流控制.阿胃滩机场16时单站无线电探空资料表明,700hpa高度以上有3-4公里厚度的不稳定能量区.这些条件都有利于强冰雹对流天气的产生.本文将分析这次降雹的雹块微物理特征,推估冰雹生长的大致情况.     

圆锥形雹块生长方程和热平衡方程的初步研究

1982年6—7月,新疆昭苏地区取得的10586个雹块样品和1013个冰雹切片中,圆锥形雹块占59％.本文分析了圆锥形雹块的结构特征,提出了它在云中的生长方式.由此推导了圆锥形雹块的生长方程和热平衡方程,并从中得出云中临界有效含水量公式和垂直气流速度的表达式.这些工作为研究圆锥形雹块的生长过程提供了理论依据.     

昭苏雹块的微结构研究

冰雹云的微结构,对于研究冰雹增长的机制是十分重要的.但是由于直接进入雹云内部进行观测非常困难,所以目前主要通过遥感技术和冰雹样品的切片分析,推断雹云内部的微观结构和成雹机制. 众所周知,冰雹是从冰雹云中降落下来的固态降水物.不同的冰雹云类型,不同的增长过程,具有不同的微观结构.因此研究冰雹样品,有助于我们认识冰雹在云中的形成和增长过程,这对于人工防雹研究和作业设计具有实际意义.     

测雹板的初步鉴定

为了研究冰雹和评价人工防雹试验的效果,许多国家都使用测雹板在近地面测量降雹,我们制做的测雹板在室内检定时,根据 Lo Zo WSki 和 Strong(1978)推导的半径为 R 的一个球碰撞到测雹板上的最后深度 H(斑痕半径 r)是山碰撞的动能确定的关系式：1/2mVt~2=πpH(R-1/3H),使用与冰雹直径相同的钢球做降雹的模拟试验,推导了确定模拟雹块降落高度z的表达式：z=phVh■/2psg.通过模拟试验,获得了球形雹块碰撞到侧雹板上的斑痕直径和雹块本身大小的一种关系式(图2),其斑痕直径是按球直径的5/4次方变化的。这种关系式只是在实验室内理论模拟的,还需要通过野外降雹的实际测量进行校准。