层状冷云人工增雨可播性实时识别技术研究

该文综合分析了4次层状冷云人工增雨过程的雷达回波、粒子测量系统(PMS)探测资料，以及GPS定位资料，提出应以PMS的FSSP-100探头探测的云中粒子浓度以及2D-C探头探测的云中大粒子浓度作为判别云中可播性的主要技术参量，并发展了层状冷云飞机人工增雨实时监测指挥技术。FSSP-100探测的粒子浓度不小于20/cm3的云区才具有一定的可播性。其中2D-C探测的大粒子浓度小于20/L时，可确定为强可播区，否则为可播区。     

秋季冷云结构及人工增雨可播性区的评估

利用装备有机载云粒子测量系统、温湿仪和GPS的增雨飞机,在秋季的一次作业中获取的资料与同期的天气和卫星资料,对这次作业的冷云结构进行分析,对作业的可播性做了评估,分析结果表明,75％的时段在强可播区作业,25％在不可播区。云中自然降水效率低,具有较好的增雨催化潜力。     

华北层状冷云降水微物理特征及人工增雨可播性研究

利用DMT探测平台对2009年3月11日山西云降水观测外场试验区的一次云降水过程实施了综合探测,综合分析了此次云降水过程的宏微观物理特征。计算了云中过冷水含量距0℃层高度（1500m）的垂直分布：云中过冷水含量最大值出现在0℃层高度以上400 m处,其最大值为0.416 g·m^-3,之后随着距0℃层高度的增加,云中过冷水含量迅速减小,到0℃层高度以上600 m处基本为最低,之后直到云顶,云中过冷水含量维持低值。CDP探头探测的云中粒子浓度以及CIP探头探测的云中大粒子浓度应作为判别云中可播度的两项主要指标,CDP探测的粒子浓度不小于30个·cm^-3的云区才具有一定的可播度,其中CIP探测的大粒子浓度小于10个·cm^-3时,可确定为强可播区。云滴浓度随高度变化呈多峰分布,云中粒子谱型主要为双峰或多峰型。此探测过程中典型区域的粒子谱中均出现第二峰值的区段,分析表明只有当云粒子浓度不小于30个·cm^-3时,相应云区才具有一定的可播度。     

黄淮气旋中人工增雨播云区的探讨

利用冷云人工增雨冰水转化理论,较详细地分析了一个黄淮气旋的垂直结构。讨论了该气旋不同发展阶段、不同部位有利于冰晶通过水汽凝结或凝华增长的条件,给出了作业前根据宏观物理量确定气旋中播云区的方法。分析表明,在气旋初生期,气旋各部位的冷层都有较好的水汽条件;在气旋发展旺盛时,冷锋前和暖锋前的冷层水汽条件较好;在气旋锢囚后,只有暖锋前的冷层和气旋中心水汽较多。而暖锋前的冷层中总是液态水最多的部位。     

山东飞机人工增雨作业决策系统

在由11个子系统组成的飞机人工增雨作业决策系统中，利用在人工增雨作业前能得到的探空、雷达和云的宏观物理量等资料，确定可播区的空间分布和播云时间。运用产生降水的指标性物理量分布、卫星云图降水概率分布和模式的降水预报等综合确定作业区的地理位置。决策系统还包括航线设计和效益估算。该系统使得飞机人工增雨作业的指挥决策系统化，可减少盲目作业带来的损失。     

液氮消过冷雾对冷云催化增雨的启示

对用液氮消过冷雾和冷云催化增雨作业的宏、微观条件进行比较，找出其异同点，并根据消冷雾作业所出现的物理响应推演冷云催化后应出现的结果，以弥补飞机云中催化后缺少直接观测资料的缺陷，进而对液氮（LN）增雨效果进行探讨。     

冷云飞机人工引晶检验

分析了2000年春季在山东进行冷云人工引晶试验中,引晶前后云中微物理量的变化.观测结果显示,引晶约5分钟后,在引晶扩散带中可观测到过冷液态水消耗、冰雪晶浓度增加、云粒子谱拓宽的事实.分析表明,这种与背景值存在巨大差异的物理变化是人工引晶的结果.     

增雨作业火箭可催化性分析

提出人工增雨机制和“播云温度窗”概念，分析了红河地区增雨作业可播撒区高度的年变化值，对现行增雨作业火箭和云体可播区高度进行分析，得出：人工增雨不仅仅是对云体发射几枚增雨火箭弹就可以达到增加降雨，而是要根据作业时间、地点、天气条件、云体可播区高度和选择适合的增雨火箭等进行科学分析，并充分利用现代天气预测方法和大气探测手段，实施有效的人工增雨作业。     

高炮人工增雨催化区的探讨

在高炮人工增雨作业中,作业参数的选择和催化区的分布是一个重要问题。根据梯度输送理论,计算了人工增雨作业中单发和多发炮弹AgI最大扩散半径和时间。以不同AgI浓度阈值模拟分析了湍流扩散系数、方位角、仰角和风速对人工增雨炮弹催化区的影响,依据等角度作业思路,提出了高炮人工增雨迎风半圆多轮作业方案。     

碘化银冷云催化的数值模拟研究

利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9一11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行了两组敏感性试验。结果表明:在高度5~6 km,温度一20~一15℃左右的冷云区位置引入碘化银冷云催化剂可使地面降水量显著增加。地面增雨开始于作业后30 min左右,70 min左右达到最大,90 min后出现减雨,110 min后减雨效果大于增雨。增雨机制主要为:碘化银的播撤使融化层之上云中的过冷水含量显著减少,冰雪晶的含量增加,雨滴碰并雪的过程和雨滴捕获云滴的过程增强;增加的雪晶下落到暖区融化成雨滴的过程增多,最终造成地面降雨量的显著增加。从微物理过程的量级来看,雪晶粒子的融化是导致降水增加的最主要过程。不同催化高度和催化剂量的敏感性试验结果表明,针对这次过程在过冷云水丰富,温度较低而冰雪晶含量相对较少的高度进行催化效果较好。继续加大催化剂量,可以起到更好的增雨效果。     

一次飞机播云的微物理效应分析

根据1995年6月29日对辽宁省一次层状云降水过程的飞机探测资料，对人工增雨催化作业前后各高度层云的含水量、云雨滴数密度、谱型等微物理参量进行了分析研究。结果表明：作业云层(高度：4．0～5．5km，温度：-4．5～-13．8℃)的云水含量约为0．02～0．03g／m^3，是整个云体中最大的，但冰雪晶相对较少，特别是5km以上云层，冰晶粒子只有1000～2000m，因此对这一云层作业是适宜的。作业后在作业高度层产生了大量冰晶，由于冰晶和过冷云滴同时存在，导致小云滴的数密度由34．38cm^-3减少到8．97cm^-3，过冷液态含水量由0．015g／m^3减少到0．005g／m^3；大云滴和冰雪晶的数密度由618m^-3增加为2267m^-3、含水量由0．10g／m^3增加为0．17g／m^3；各高度层的云粒子谱也产生了相应的变化。这个实例验证了实施碘化银催化对作业云的微物理结构产生了影响。     

南京周边地区夏季对流云降水的雷达回波特征与人工增雨

本文利用1998～2002年南京713数字化天气雷达资料,对南京周边地区(距南京150km范围内)7、8、9三个月所有有高显的对流云降水回波进行了统计分析。统计结果发现：南京及其周边地区夏季对流云降水回波在平显上以带状为主,所占比例超过为58．2％,其次是孤立的对流云降水回波,所占比例达到22．6％。在高显上,回波顶高在0℃层以下的降水回波较少,不到10％,回波顶高在0℃～-10℃之间的占11．7％,在-10℃～-20℃之间的占15．3％,-20℃以上的达到63％以上,说明南京及其周边地区夏季对流云中暖云的降水几率很小,大部分为发展旺盛、负温区比较深厚的对流云,这种云是人工增雨作业最理想的云。本文的研究为正确把握作业的时机、催化的部位及用弹量,以便有效地作业,提供了依据。     

北京冬夏降水系统中的云水量及其统计特征分析

根据地基双通道微波辐射计观测的降水天气下大气水汽、液水含量的变化，分析了北京1989年夏季1次降水过程和1990年冬季5次降雪过程的云水量资料，讨论了降水过程中汽态水和液态水含量的一些统计特征及其随时间的变化，并估算了夏季降水中凝结水向降水的转化率。结合极轨气象卫星的遥感云顶温度资料，以及冬季地面降雪强度的观测，对北京冬季降水系统中的液水含量与降水的相关进行了分析，探讨了北京地区降雪的潜力。     

边界层内冷锋流场的动力学特征

文中求解了锋面存在时地转动量近似下的大气边界层运动方程,得到了边界层内冷锋流场的一些特征,如冷锋坡度随地转涡度增加而增加,随地转风速时间倾向的增加而增加,随沿锋面传播方向的热成风分量的减少而增加。而边界层内冷锋面上下的流场与锋面坡度、地转风及其时空变化特征有关,共同特点是在冷锋面高度以下有下滑运动,而其上有一层上滑运动区。     

一次东亚寒潮爆发后冷涌发展的研究

分析了１９８１年１月２１—２８日一次东亚强寒潮爆发后南海和西太平洋地区冷涌的发展过程。冷涌的发展最先表现为低层强东北风沿东亚沿海地区和南海中北部的迅速建立。２—３ｄ之后，又在菲律宾以东洋面激起第二次冷涌。与冷涌相伴随的低层温度场变化也十分明显，同样具有先后两次降温过程。冷涌期高空风场表现有明显的脉动，南海北部高空西风迅速减弱，而在南海近赤道地区出现了很强的高空东风区。冷涌的发展与寒潮冷高压的南下有密切关系，它的强度在很大程度上取决于中纬度冷高压的强度。另一方面，冷涌发展后，通过Ｈａｄｌｅｙ环流可影响中纬西风急流和热带东风急流的变化。     

NUMERICAL SIMULATION STUDY OF CLOUD INTERACTION AND FORMATION MECHANISM OF HEAVY RAIN IN MIXED CONVECTIVE-STRATIFORM CLOUD

Using the numerical model of mixed convective-stratiform clouds(MCS)in the paper(Hong1997)and the averaged stratification of torrential rain processes,the evolution processes,interaction of the two kinds of clouds,structure and the precipitation features in the MCS toproduce heavy rain are simulated and studied,and the physical reasons of producing torrential rainare analysed.The results indicate that the stratiform cloud surrounding the convective cloudbecomes weakened and dissipates in the developing and enhancing of the convective cloud,and therainfall rate and water content in the stratiform cloud increase as the distance from the convectivecloud becomes larger.The numerical experiments find out that the stratiform cloud provides abenificial developing environment for the convective cloud,i.e.,the saturated environment and theconvergence field in the stratiform cloud help to lengthen the life cycle of the convective cloud,produce sustained rainfall with high intensity and intermittent precipitation with ultra-highintensity.These and the ice phase microphysical processes are the main factors for the torrentialrain formation and the MCS is a very effective precipitation system.     

江淮气旋和冷锋相结合天气过程的宏、微观结构分析

为选择飞机人工增雨的作业区和作业时机，利用中尺度模式、加密探空和PMS粒子探测系统的资料，分析了江淮气旋冷锋共同影响降水过程中的宏微观结构、适宜冷云云中冰晶增长的区域和可播区。结果表明，可以在降水前的水汽由低层向高层输送和冰晶增长区由高层向低层传播的过程中选择作业时机，在上升速度区、-10℃层云水高值区和冰水转化区等区域中选择作业区。     

利用探空资料计算云层对辐射的影响

本文对两次江淮流域的梅雨天气过程作了辐射特征分析。着重考虑了云层对太阳辐射和大气长波辐射的影响。计算时假设云层随高度的分布由大气的湿度决定,方案考虑了大气中云层随高度的分布,所得结果能反映实际大气中各种云的辐射特征。