大尺度起伏条件下云滴的随机增长

1955年Telford曾处理过Poisson不连续重力碰并过程,这是属于一种相关时间非常短的起伏生长过程。但是,在云中,有些起伏场尺度还是比较大的,例如与云泡运动有关系的湿度场和含水量场,它们的相关时间可能到10~2秒。在这种背景下,将会进一步加速随机碰并过程。     

冰雹云概念模型与冰雹增长探讨

由冰雹云概念模型指标，对强对流单体进行雹云或雷雨云识别，并对识别的雹云进行降雹直径的预测，可直接应用于防雹作业和判断效果。     

地理因子对冰雹影响初探

千陇地区位于陕西省西部的狭长谷地中,冰雹是该地区常见的灾害性天气之一。对农业生产危害极大。冰雹属于中小尺度天气,局地性和离散性很强。它的形成不但与一定的天气系统和地形有关,而且与下垫面的非绝热加热有关。本文根据千陇地区1962～1994年的降雹资料,在调查自然地理条件的基础上,着重分析冰雹的时空分布与土壤、植被的关系,为减轻和防御冰雹灾害提供一些参考。1地理因子与冰雹分布的关系1．l植被对冰雹的作用通过分析发现：千陇地区林地、耕地和草地的分布与冰雹的时空分布有一定的对应土二【I工阶MpMg更上L士匕opl匕工陆山…     

北京地区冰雹云生成的宏观条件分析

通过对北京地区1980～2000年出现的重灾雹日中尺度影响系统形势特征、温、湿层结状况及局地条件的综合分析，对冰雹云生成和降雹宏观条件进行了阐述，并介绍了不同影响系统的特征和降雹特点。北京地区冰雹云生成的宏观条件、生成源地及移动路径表现出明显的局地特征。北京地区降雹天气的主要影响系统分别是：低槽冷锋、蒙古涡、西北气流和东北涡天气型。在各降雹系统中，低槽冷锋带来降雹机会最多，东北涡最少。     

黔南的冰雹及其对农业生产的影响

该文利用黔南１２个测站１９６１～１９９０年１～１２月共３０年标准气象资料及调查材料，分析黔南冰雹的时空分布，初始期，强度，历史演变规律及其对农业生产的影响。     

地形起伏对模式地表长波辐射计算的影响

初步探讨了数值模式中次网格区地形起伏(高度、坡度)对长波辐射计算的影响。结果表明,地形高度的次网格变化对辐射计算结果的影响较小,其相对误差一般<2%,但不同分辨率的地形高度场会产生不同的坡度计算误差,低分辨率地形资料所计算的坡度分布相差不大,但坡度的量级存在较大偏差。地形的分辨率越高,实际计算结果的偏差越小。而高分辨率地形资料计算实例表明,地形坡度引起的区域相对辐射误差可达到10%以上。因此,在数值模式中,网格区地表长波辐射计算结果对地形起伏的敏感性应给予足够的重视。     

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     

过冷雨水低含量条件下冰雹形成和增长机制及其催化效果的数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所开发的三维全弹性冰雹云模式,对美国对流降水协作试验（CCOPE）期间观测的1981年8月1日雹云进行模拟,讨论在过冷雨水低含量条件下冰雹形成和增长机制及其碘化银催化效果。结果表明:(1) 自然云的模拟与观测事实一致,如最大上升气流速度、云顶高度、流场结构以及雹胚组成等。(2) 雹胚以霰为主,霰主要来自冰雪晶与过冷小水滴的碰冻,其次来自雪的积聚转化;霰、冻滴和冰雹在形成后主要靠碰并过冷云水增长。(3)人工催化试验表明,碘化银主要以凝华核（包括凝结－冻结）的作用产生大量的人工冰晶,加速了过冷水向冰晶的转化,过冷云水因而大量减少;催化后霰和冻滴的数浓度增大,对过冷云水的竞争增强,其平均尺度减小导致转化成雹的数量减少;冰雹碰冻过冷云水的增长在催化后也被削弱,导致冰雹总质量进一步减少。此外,催化后降雨量也显著减少。     

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。     

那曲市历年冰雹日数变化特征及冰雹、雷暴环境条件分析

利用那曲市7个国家气象观测站建站至2015年的冰雹日数资料,分析了那曲市冰雹日数时空分布特征及气候突变情况,并分析了2012—2016年色尼区单站冰雹日、雷雨日个例,揭示了色尼区冰雹、雷暴发生前的环境条件。结果表明:那曲市年平均冰雹日数呈减少趋势,减少趋势最明显的是申扎县,每10 a减少4. 9天,减少趋势最弱的为色尼区和班戈县,每10 a减少1. 9天,减少趋势均通过了0. 01的显著性检验;不同区域各代表站均显示减少趋势且出现突变现象;那曲市冰雹天气具有明显的季节特征,大多集中在6—9月;降雹时间多集中在14—20时,占全天的78%。对那曲市色尼区冰雹日和雷雨(无降雹)日个例分析表明,高原较强对流发生在0℃层高度低(多在1.5 km高度以下)、CAPE值小(多在500 J·kg~(-1)以下)、风垂直切变弱的环境下,与平原地区大冰雹环境差异显著,因而高原冰雹绝大部分为直径5 mm以下的小冰雹,严格意义上应称为霰;雷雨天气低层较雹日的更暖湿,其温度露点差略小于雹日的,露点比雹日的高,因而雹日抬升凝结高度高于雷雨日的。     

冰雹和防雹研究述评

冰雹是一种严重灾害性天气,我国冰雹灾害的危害很大,二十多个省市,八百多个县都遭受不同程度的雹灾,它影响了农业的丰收,因此防雹研究已成为我国气象科研中的重要课题之一。就科学意义来说,冰雹与暴雨、雷暴和龙卷等中小尺度天气具有不少共性,它涉及云物理学、中小尺度天气学、雷达气象和大气探测等方面内容。近十年来有关冰雹研究和人工防雹研究的进展也推动了上述学科的发展。本文就有关冰雹研究和防雹研究中的几个问题作一评述。     

Precipitation effects of hail suppression in Serbia

Summary Daily precipitation amounts ofconvective days, for some 20 May–September seasons (covering periods both before and after activation of the hail suppression), were analysed for 3 stations in the protected and 4 in the unprotected area. A tentative conclusions derived from this study is that precipitation at the protected stations in the period of suppression changed from the preceding period in a way which cannot be explained by similar changes at the unprotected stations. This change is attributed to the inadvertent hail suppression effect. The point estimate of the change is an increase of 23% (on convective days). At the 95% confidence level the estimate shows an increase in the interval (8%, 40%). A rough estimate of theseasonal increase for the protected area is about 30 mm.

---

Zusammenfassung Die Tagesniederschlagsmengenkonvektiver Tage wurden über einen Zeitraum von etwa 20 Jahren (jeweils Mai bis September), wobei dies sowohl die Zeit vor als auch nach Einführung der Hagelabwehr beinhaltet, an drei Stationen im Abwehrgebiet und an vier außerhalb gelegenen analysiert. Das vorläufige Ergebnis der Studie zeigt Veränderungen der Niederschläge in geschützten Gebieten im Vergleich zur vorhergehenden Periode, die an den Vergleichsstationen nicht aufzufinden sind.Diese Veränderungen werden unbeabsichtigten Nebenwirkungen der Hagelunterdrückung zugeschrieben. Punktuelle Schätzungen ergaben eine Niederschlagszunahme von 23% (an Konvektivtagen). Im 95% Konfidenzintervall zeigten sie einen Anstieg im Bereich zwischen 8% bis 40%. Eine ungefähre Schätzung derjahreszeitlichen Niederschlagsmengen ergibt einen Zuwachs von etwa 30 mm.

---

---

With 6 Figures     

Comments about the drag laws used in hail growth simulations

The values of the drag coefficient (C_D), experimentally obtained by different authors for graupels and hailstones, are carefully analyzed, in order to investigate how the numerical simulations of hail trajectories, which markedly depend on the C_D values assigned to the growing particle, can be improved. It is found that new measurements of C_D should be performed in the whole range of the Reynolds number (Re) of the cloud ice particles. These measurements should be carried out applying the same criterion to define the characteristic variables (particle cross section and dimensions) used to calculate C_D and Re. Furthermore, it is found that the C_D fitting curves should be expressed as a function not only of Re but also of other parameters which represent the particle surface roughness and the departure from the spherical form. Based on this finding, a plausible definition of these variables and the way to introduce them in a hail trajectory calculation are proposed.     

On mechanism of hail cloud modification by seeding

The hail cloud modification is carried out by means of the cloud seeding with AgI particles of submicron sizes, in order to create nuclei competing with the natural ones for supercooled liquid droplet water, or in order to accelerate precipitation generation. However, scientific research confirmed a primary role of giant and supergiant particles in generation of nuclei of convective precipitation and hail. Such particles occur also at high levels (5 km and more). As the cloud and precipitation particles grow mainly through coagulation, one can hardly expect a high success from the cloud seeding with AgI submicron particles for hail suppression. In the hail process modification, the Ag particles settle down not at the nuclei but in the hailstone layers. So, AgI is spent not for additional hail nuclei creation, but for intensification of coagulation growth of natural cloud and precipitation particles. This can represent one of the main mechanisms for cloud modification.     

人工防雹作业浅析

1引言人工防雹[1],是对将要降雹的冰雹云施加人工影响,以减少和避免冰雹灾害。目前,人工防雹作业在理论和实践上都取得了很大的进展,积累了宝贵的经验,成为群众所愿意接受的减灾手段,受到各地有关部门的大力支持。防雹作业后,冰雹的密度、质量、个体减小,减轻了雹灾程度。冰雹云内存在着雷电和强大的升降气流,给观测和试验研究带来了困难,人工防雹至今仍处于试验研究阶段[4]。随着科学技术的发展,人们对雹云认识的深入,人工防雹工作必将为人类作出更大的贡献。2冰雹的预报冰雹预报有下面几种主要方法。有天气图方法、点聚图、T-LnP图及高…     

四川省行政分区边界数字化方法及其在遥感监测业务中的应用

本文阐述了应用数字化仪在1:500000比例的四川省地图上读取行政分区边界的直角坐标(x,y),并采用双标准纬线正轴等角圆锥投影方法和二元线性回归方程转换成地理经、纬度.取得了四川省省界:各地、市、州界及各县县界等行政分区闭合边界资料.     

一次冰雹过程的对流单体识别与防雹效果分析

利用2018年6月12—13日山东鲁西北地区一次冰雹过程的常规气象资料,分析了冰雹形成的天气形势和物理量指标条件以及防雹效果。结果表明：人工防雹作业前后雷达回波指标呈明显的下降趋势,其中VIL值、回波顶高指标变化分别平均下降49.9%、37.4%,冰雹概率由作业前99.3%下降到作业后的28.7%,回波强度、回波顶高、VIL值下降最大值分别为10 dBz、7 km、48 kg·m^-2。通过对比分析两个相似对流单体的发展演变,实施防雹作业的对流单体回波强度下降7 dBz、回波顶高下降3 km、VIL值下降11 kg·m^-2、冰雹概率出现剧烈波动,防雹作业后较作业前回波强度、回波顶高、冰雹概率下降速度明显加快,而没有实施防雹作业的对流单体雷达回波综合指标在编号期间变化幅度小,进一步证实了人工防雹作业有效。     

渭南市冰雹时空分布及天气条件分析

利用1976—2005年30a渭南市的冰雹资料及1996—2005年5—9月历史天气图资料,统计分析渭南市冰雹天气的时空分布、环流形势及单站物理量指标。总结出渭南市冰雹以4—9月最多,其中5—8月为高峰期,主要集中在北部、西北及东北部;降雹天气形势主要有西北气流型、低涡型和低槽型,以西北气流天气形势下冰雹天气发生的概率最大;降雹区的大气层结呈明显的对流不稳定,K指数及S指数对降雹天气的预报有很好的预示作用。     

四川省行政分区边界数字化方法及其在遥感监测业务中的应用

本文阐述了应用数字化仪在1：500000比例的四川省地图上读取行政分区边界的直角坐标（x,y)，并采用双标准纬正轴等角圆锥投影方法和二元线性回归方程转换成地理经、纬度。取得了四川省省界；各地、市、州界及各县县界等行政分区闭合边界资料。     

VIL产品在人工防雹中的应用

利用西安多普勒雷达垂直累积液态含水量（VIL）产品及地面实况资料,分析2005--2006年渭南19个典型雹日的VIL回波特征。得出指标：VIL值的变化可以应用于预测降雹;降雹时VIL值在50kg／m。以上;一般在降雹前VIL值有明显的“跃增”;VIL值的迅速减小会给本地和下游地区造成雷雨大风冰雹天气;在距离雷达较远的合阳、韩城VIL值可信度较低。这些指标的应用对强对流天气的临近预报和有效开展人工防雹作业具有指导意义。