含碘化银人工冰核检测问题

对中国人工影响天气中常用的几种碘化银催化剂的成核率做了比对，讨论了不同云室可能响应的主要冰核活化机制和混合云室检测误差来源，此外还给出了动态检测的尝试性结果。结果表明：碘化银类播云剂的检测除了应模拟冰核活化条件外，还应模拟冰核发生时的环境条件，当务之急是建造动态检测设备以取得更为接近实际的检测结果。     

CAMS三维对流云催化模式的改进及个例模拟

该文对CAMS原有的三维对流云模式(2000版)进行了改进,引入雪晶的比水量和数浓度作为预报变量,加进与雪晶有关的11种微物理过程,从而使模式的微物理过程更加完善,使其能更好的模拟对流云降水过程.通过对1996年北京雹云个例模拟,发现模式模拟云的多单体结构、回波顶高、强中心位置与雷达观测比较一致,并能很好的解释地面雹块结构的形成原因.对改进前后的模式计算结果进行对比分析发现改进前后动力场变化不大,主要是微物理过程产生的影响,同时该文还对改进后的模式进行了AgI催化模拟试验.     

山东冰雹形成机制及雹云催化技术模拟——个例研究

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2006年7月5日山东境内一次以冰雹、雷雨大风为主的强对流过程进行模拟,分析了冰雹的形成机制。结果表明:79%左右的冰雹胚胎是霰,雹胚以霰为主,霰主要来自于冰雪晶与过冷雨水碰撞冻结以及雪的自动转换过程,霰形成后主要靠碰并过冷云水、雨水增长,而冰雹主要质量来源是霰的自动转化以及碰并过冷云水增长。人工催化试验表明:在强对流云中冰雹含量达到0.1 g·m^-3前1～4 min进行催化,能有效抑制冰雹粒子的增长,在过冷水含量中心(5.5 km)上方1.0～1.5 km催化防雹效果较好,在其下方催化防雹效果较差;剂量越大防雹效果越好。AgI主要以凝华核的作用产生人工冰晶,冰晶凝华增长导致过冷云水含量降低。催化后雹胚特别是霰胚的数量增多,对过冷云水的竞争增强,其平均尺度、质量均减小,降低了雹胚向冰雹的转化率。冰雹碰并过冷云水增长也被减弱,导致冰雹总质量进一步减少。     

Cloud Seedability Study with a Dual-Model System

In this research,a novel dual-model system,one-dimensional stratiform cold cloud model(1DSC) coupled to Weather Research and Forecast(WRF) model(WRF-1DSC for short),was employed to investigate the effects of cloud seeding by silver iodide(AgI) on rain enhancement.Driven by changing environmental conditions extracted from the WRF model,WRF-1DSC could be used to assess the cloud seeding effects quantitatively.The employment of WRF-1DSC,in place of a one-dimensional two-moment cloud seeding model applied to a three-dimensional mesoscale cloud-resolving model,was found to result in massive reduction of computational resources.Numerical experiments with WRF-1DSC were conducted for a real stratiform precipitation event observed on 4-5 July 2004,in Northeast China.A good agreement between the observed and modeled cloud system ensured the ability of WRF-1DSC to simulate the observed precipitation process efficiently.Sensitivity tests were performed with different seeding times,locations,and amounts.Experimental results showed that the optimum seeding effect(defined as the percentage of rain enhancement or rain enhancement rate) could be achieved through proper seeding at locations of maximum cloud water content when the updraft was strong.The optimum seeding effect was found to increase by 5.61% when the cloud was seeded at 5.5 km above ground level around 2300 UTC 4 July 2004,with the maximum AgI mixing ratio(X s) equaling 15 ng kg 1.On the other hand,for an overseeded cloud,a significant reduction occurred in the accumulated precipitation(-12.42%) as X s reached 100 ng kg 1.This study demonstrates the potential of WRF1DSC in determining the optimal AgI seeding strategy in practical operations of precipitation enhancement.     

减弱对流云降水的AgI催化原理的数值模拟研究

在对流云模式中增加了AgI两个预报量,耦合了考虑受水汽过饱度和温度影响的4种核化机制的AgI催化模块,使其具备了对AgI类催化剂的模拟能力,能够研究AgI类催化剂对对流云系统的影响。利用该模式对一次华南对流云降水过程进行了AgI催化数值模拟试验,对人工减缓对流云降水的可能性及原理进行了研究。模拟结果表明,在适当的时机对适当的部位进行大剂量的催化,可以减少总降水量,也可以减少最大降水中心的雨强。当催化浓度达到2×10~8 kg~(-1)时,可以减少32%的降水量,具备有效减缓对流云降水的可能性。大剂量催化后,大量的AgI粒子在冷区核化后,消耗了大量的过冷水。催化后霰粒子的落速和雨水的落速减小。催化阶段由于霰融化成雨水减少而使降水减弱。催化结束后在霰融化成雨水增多的情况下,雨水的蒸发大幅增加,从而导致了降水量的持续减少。AgI在模拟的强对流云中主要以受过饱和度影响的凝结冻结和催化剂长时间作用的浸没冻结这两种方式成核。研究所用催化方法在外场作业中具有技术可行性。     

一次人工消雨试验数值模拟及物理过程分析

利用中尺度非静力WRF模式对一次人工消雨过程进行了数值模拟试验。试验结果及实况资料分析表明,在大片的降水云系中对局部的降水云进行过量AgI播撒,由于潜热释放增温使得降水云内的对流加强,促使大量小冰晶在高空向四周流散,云体消散,地面降水量减弱。由此可见,选择合适的作业高度、作业部位是人工消雨取得最佳效果的必要条件。     

纳米碘化银在人工影响天气的应用研究III: 表征实验研究

针对新型纳米碘化银催化剂在人工影响天气中有较大的应用前景,采用粉末化学液相沉淀法在常温常压条件下制备了与冰晶具有相近结构的纳米碘化银(AgI)粉末,采用场发射透射电子显微镜和X射线衍射谱等对碘化银粒子的结构特性、尺寸分布和比表面积等进行了与成冰性能相关的实验表征.与目前用的常规碘化银进行了表征特征对比表明,该纳米碘化银粒子的晶格常数更接近于冰,尺寸在30～90 nm之间,具有较高的吸附能力和比表面积.     

BS－1型机载碘化银发生器的维护与改进

介绍了ＢＳ－１型机载碘化银发生器的基本结构与原理。在实践经验的基础上总结出了各部件的维护方法，并对控制器电路进行了改进。     

碘化银核化过程的数值模拟研究

根据DeMott等给出的不同成核机制下AgI成核效率的实验结果 ,通过数值模拟的方法 ,研究了AgI粒子在云室、层状云和对流云中的核化过程。通过对云室的模拟 ,发现云滴浓度和云雾持续时间是造成不同云室检测的AgI成核率相差悬殊的主要原因。数值试验结果表明AgI的成核方式在层状云和对流云中有很大不同 :层状云中AgI主要以接触冻结、浸没冻结等慢核化过程为主 ,而对流云中则以凝结冻结过程为主。     

高效碘化银焰火剂及其成冰性能的研究

介绍了新研制的两种高效碘化银焰剂ＢＲ－８８－５和ＢＲ－９１－Ｙ。据云室检测，它们的成核率在—７．５——２０℃时均可达到１０１５／ｇＡｇＩ，其中ＢＲ－９１－Ｙ焰剂具有更高的核化速率。两种按国外配方制作的焰剂也在同样条件下进行了测试对比。对焰剂燃烧产生的气溶胶作了物理化学性质检测，Ｘ光衍射分析表明，ＢＲ－９１－Ｙ焰剂产生的气溶胶中ＡｇＩ仍然保持六方晶系，其点阵参数比ＡｇＩ本身及其他ＡｇＩ复合核更接近于冰。结合其他检测，讨论了新焰剂具有优良性能的原因。