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降落雨滴中稳定同位素比率变化的数学模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
根据扩散定律和热量平衡理论,运用云物理学模式,对降落雨滴中稳定同位素比率的变化进行了数值模拟,发现降落雨滴中稳定同位素比率的变化除受湿度条件的影响外,还受大气水汽中稳定同位素比率的影响。在非饱和大气中,受蒸发过程的影响,降落雨滴中稳定同位素比率随降落距离而不断增大,空气湿度越小,增大幅度越明显。平均而言,大气湿度与ｄδＤ／ｄδ１８Ｏ和Ｅｘｄ呈正比。ｄδＤ／ｄδ１８Ｏ以８为渐近线,Ｅｘｄ则在高湿和较大半径条件下逐渐趋近于一个常数;在饱和大气中,半径较小的雨滴或在湿度较高的环境中,雨滴中稳定同位素达到平衡的时间较短。反之,达到平衡的时间较长。 相似文献
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《高原气象》2020,(3)
雨滴下落过程是云降水物理研究中极为重要的一个部分,其研究涉及到蒸发过程和雨滴末速度问题。在静止大气中,对于单个云滴,Maxwell理论给出了粒子在凝结过程中的质量增长公式,而本文研究雨滴的下落过程,是与凝结过程相反的蒸发过程。基于Maxwell理论,将雨滴假定为球形粒子,对原方程进行差分求解,并加入通风效应与表面效应对Maxwell理论就行修正。在雨滴末速度问题上,本文采用2015年昆明站的探空资料,将雨滴直径(1μm)分为三个部分,在忽略了雨滴短暂的加速过程后,考虑拖曳力F_D与重力F_g平衡进行讨论,用最小二乘法拟合得出初始高度的末速度与半径的关系,再结合部分假设和理论推导得到任意高度的末速度与半径的函数关系。最后,利用该模型,针对相对湿度做了敏感性实验,发现雨滴所处环境的相对湿度变小会明显加快小雨滴的蒸发。本文基于Maxwell理论等前人研究,加入部分假设得到了一个较为合理的包含了蒸发过程的雨滴下落模型,对还原真实大气中雨滴的下落过程有一定参考价值。 相似文献
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雨、雪、霰、雹等各种降水物一般都是在云内形成增长后落到地面的。云本身是大量云滴或冰晶的集合体。它们同降水物一样都是液态或固态的水。但是云滴和冰晶十分微小,典型的云滴半径为10微米,落速为1厘米/秒。它们随着云中气流运动,很难落出云体。即使落出云体也会在很短的时间和距离内蒸发完毕。典型的雨滴半径为1毫米,落速为6米/秒。两者相比,雨滴比云滴的半径大了100倍,质量大了100,000倍,落速大了600倍。从上一讲的图1上,可形象地看到凝结核、云滴、大云滴、毛毛雨和雨滴的大小差别是何等的巨大!从云的微物理学来说,云和降水的差别主要就是粒子的大小。习惯上以半径100微米为界来区别云滴和雨滴(这相当于毛毛雨滴);以半径150微米为界来区分冰晶和雪晶。 云滴的产生和长大主要依靠凝结过程。凝结增长 相似文献
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利用云物理基础理论，据催化剂成核效率、剂量和收集的雨滴重量（半径）的实测平均值，计算人工增雨作业的增雨量，此方法可以解决基层人工增雨效果估算的问題。 相似文献
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利用中国气象科学研究院2016年华南云降水试验中Ka波段毫米波雷达探测一次层状云降水过程,开展了云内大气垂直速度和雨滴谱的反演研究,并与地面激光雨滴谱仪和微降水雷达的测量雨滴谱结果进行对比分析。首先,采用小粒子示踪法从功率谱密度中反演大气垂直速度以得到静止空气条件下的功率谱密度,进而利用粒子下落末速度-粒子直径关系反演出雨滴谱,最后进行标准化的Gamma分布拟合。研究表明:(1)云降水从零度层到地面1 km,主要由下沉气流主导,近地面大气浮游粒子和直流干扰造成的晴空杂波会影响雷达的功率谱分布;受动态范围限制,回波强度过饱和现象会影响近地面大气垂直速度的反演结果;(2)毫米波雷达CR、微雨雷达MRR和地面雨滴谱仪测量回波强度存在一定差异,MRR相较于CR与地面雨滴谱仪测量偏差较小;在稳定降水时CR和MRR功率谱密度对比较为一致;(3) CR和MRR反演雨滴谱对比实验中,雨滴谱反演对大气垂直速度十分敏感,大气垂直速度的变化,会使CR反演雨滴谱随着高度增加数浓度量级变大、粒子平均半径变小。CR反演的雨滴谱与M RR反演结果基本一致,验证了CR功率谱反演雨滴谱方法的可靠性;(4) CR与地面雨滴谱仪雨滴谱拟合参数的对比表明,CR大气垂直反演的雨滴谱与地面雨滴谱相比粒子平均直径Dm较小,数浓度则较为一致。 相似文献
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一次河南省春季层状云降水的地面雨滴谱特征 总被引：11，自引：3，他引：11
2002年4月4-5日河南省出现了层状云降水天气，临颖、孟津两站进行了地面雨滴谱观测。通过对降水过程中两站的雨滴微物理参量和雨滴谱的对比分析，指出河南层状云降水的雨滴平均直径为10～mm，雨滴数密度为10^2个／m
^3，占雨滴总数较小的大雨滴对雨强的贡献较大。锋前暖区雨滴的平均直径比锋后冷区雨滴平均直径小，雨滴数密度比锋后冷区大，但冷区降水强度大于暖区。在层状云降水过程中，暖区雨滴谱型由宽谱双峰型演变为窄谱单峰型，冷区雨滴谱型由宽谱单峰型演变为窄谱单峰型。雨滴平均直径的起伏暖区要大于冷区，这与暖区中云系结构不均匀及云中对流有关。 相似文献
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采用伽玛分布形式的雨滴谱表达式，讨论了下沉气流W对Z－I关系的影响。发现随着W（向下为正）增大，关系式Z＝AI^b中系数A值减小,b值增大。利用地面实测雨滴谱资料计算出不同下沉气流下Z、I后回归得到的A、b值，以及根据由平均谱拟合得到的伽玛分布参数计算出A、b值，它们随W改变的变化趋势，均与理论分析结果一致。还讨论了环境气压场p对Z－I关系的作用，气压减小时，A值减小，b值增大，但变化不如W影响时的变化影响。此外，结合实测雨滴谱资料，分析了雨滴平均谱特征以及相关物理量的演变过程。 相似文献
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利用已有的二维雷暴云起电模式,加入气溶胶模块,建立一个完善的雷暴云起电模式.结合SEET个例,初步探讨了气溶胶浓度对雷暴云内各种水成物粒子荷电情况的影响.发现气溶胶的浓度与雷暴云内云滴、霰粒、冰雹以及雨滴等水成物粒子在空间所携带的最大电荷面密度值以及电荷量有很好的正相关性;同时气溶胶粒子浓度的增加使得雨滴在空间携带电荷量达到峰值的时间有一定提前. 相似文献
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非球形粒子的散射特性研究是双偏振雷达探测数据处理和释义的基础,非球形状同样会影响常规雷达探测数据的处理和释义。在利用雷达进行降水观测的过程中,需要考虑旋转扁椭球雨滴的散射特性。Gans理论和T矩阵法是常用于计算椭球粒子散射特性的算法,但其算法差异会对雷达探测反演带来不同的结果。利用Gans理论和T矩阵法的数值计算,分析旋转扁椭球雨滴的后向散射截面,同时对比常用雷达波段（S、C、X和Ku）内两种算法的后向散射截面的相对差别,以相对差别的阈值得到Gans理论可适用于计算旋转扁椭球雨滴后向散射截面的最大等效半径和尺度参数。在常用雷达波长处对该差异造成的雷达反射率因子Zh和差反射率因子ZDR的影响进行分析。结果表明,在MP雨滴谱下,X波段处Zh的算法差异可达1.66 dBZ,在C波段处ZDR的算法差异可达0.75 dBZ,其他各波长处也有差异。 相似文献
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利用崇左国家气象观测站、防城国家基准气候站的雨滴谱观测数据，结合观测站雨量数据及雷达观测资料，分析2019年8月2～3日台风“韦帕”影响期间内陆背风侧(LSI)、近海岸迎风侧(WSC)不同降水阶段的雨滴谱结构特征及其差异。结果显示，台风“韦帕”降雨以中、小雨滴贡献为主，尤其中雨滴贡献率稳定在70%以上。LSI处以层状云降水为主，雨强相对平缓，WSC处表现为积层混合云降水，雨强较大且波动剧烈。因强烈的对流上升运动导致WSC的雨滴数浓度、雨滴直径明显大于LSI。LSI处在台风登陆后雨势增强的最主要因素是雨滴直径增大，WSC处由台风眼墙转变为强对流螺旋雨带影响后其雨势增强则主要是由于雨滴数浓度增加。台风“韦帕”对流降水的质量加权平均直径均值为1.85 mm，对数标准化数浓度均值为3.95 mm-1 m-3;LSI处对流降水位于海洋性对流区域内，而WSC处则介于海洋性和大陆性对流之间。 相似文献
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湛江一次降水过程的最佳雨滴谱分析 总被引：4，自引：0，他引：4
简述采用滤纸色斑法对一次层云降水过程进行取样，取得29份雨滴谱，通过4种不同方法，对这次雨滴谱进行拟合，将将所得经验公式进行优化，取得本次降水的最佳雨滴谱分布方程。 相似文献
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雷暴低空风切变中大雨对飞行的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
王永忠 《南京气象学院学报》2006,29(1):136-140
分析了雷暴低空风切变中大雨滴冲击飞机的机身和机翼而引起的水平和垂直动量损失，估算了大雨累计在机身和机翼上的水膜厚度，并讨论了因遇到大雨雨滴冲撞而粗糙化的机体所产生的阻力。结果表明：雷暴低空风切变中大雨雨滴的冲击作用是明显的，被粗糙化的机体所产生的阻力能显著改变飞行轨迹，并能影响飞行安全；累计在机身和机翼上的水膜厚度造成的飞机质量的增加对飞行的影响可以忽略。 相似文献
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雨区衰减及谱变化影响雷达测雨精度的数值模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
刘黎平 《南京气象学院学报》1994,17(2):255-258
用随机函数的方法，并假定雨滴谱为Ｇａｍｍａ分布，模拟并讨论了雨滴谱变化及雨区衰减对雷达和双线偏振雷达测雨误差的影响。结果表明：双线偏振雷达测雨精度受雨区衰减及滴谱变化的影响均小于普通雷达。雨区衰减使双线偏振雷达测雨产生小雨高估，大雨影响不大的现象，其主要原因可能是差反射率因子ＺＤＲ的测量误差。 相似文献
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利用GPM卫星的双频反演产品DPR＿MS和ERA5再分析数据,对2016～2020年夏季青藏高原上空能被GPM卫星探测到的32例高原涡降水特征进行研究。结果表明：（1）高原涡在高原上降水强度偏小,绝大部分低于2 mm/h,雨顶高度主要在6～9 km。降水类型以深厚弱对流为主（占59.64%）,其次是浅薄降水（占40.35%）,深厚强对流极少。（2）高原西部降水涡绝大多数为深厚弱对流、平均雨顶高度明显高于东部涡,但东、西部涡的平均降水强度没有明显差异。浅薄降水频次呈“东高西低、北高南低”的空间分布特征,深厚弱对流降水则相反。（3）深厚弱对流降水受高原涡强上升运动影响显著,在6.5～7.5 km高度有大量有效半径为1.1 mm的雨滴粒子堆积,近地面较强降水（7 mm/h）的雨滴破碎过程明显。浅薄降水的反射率因子在各个高度持续增大,其地面降水主要由雨滴粒子碰并形成,地表雨强受雨滴浓度影响明显。 相似文献
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雨凇形成的基本条件是地面温度在０Ｃ以下并有过冷雨滴降至地面，严重雨凇过程的特点即是上述条件维持时间长而且有较大的过冷雨滴降水，作者使用贵阳５６次探空和高空风资料，着重分析了贵州中部严重积冰过程的云内宏观热力，动力特征，发现云层厚度，云上部Ｏ℃以上暖层的存在以及云层中部湍流强度等因子对过冷雨滴降水量有重大影响。同时，还分析了形成这种云层宏观特征的天气系统及大尺度环流背景。 相似文献
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该文研究PARSIVEL激光雨滴谱仪的测量误差并提出订正方法。对2014年在广东阳江的PARSIVEL激光雨滴谱仪采集的两次降水过程数据进行分析发现,雨滴下落速度V随粒径D变化与静止大气中雨滴下落末速度随粒径变化的Atlas-Ulbrich曲线分布趋势一致,但D < 1 mm及D > 3 mm的速度偏差较大。其主要原因是大粒径雨滴形变造成速度偏离较大,仪器测量误差造成小粒径测速偏大,激光雨滴谱仪所在高度的大气垂直运动影响雨滴下落速度。根据PARSIVEL激光雨滴谱仪测量原理,基于雨滴形变与粒径关系,给出形变订正后的Atlas-Ulbrich修正曲线,并用于对小粒径测速订正。比较订正前后的雨滴谱分布,订正后的小雨滴浓度明显增加,大雨滴浓度略有减小,订正后浓度参数和斜率参数均增加,形状参数变化不明显。 相似文献
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雨滴轴比订正对雷达参量及其关系的影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用Parsivel雨滴谱仪在山西祁县、介休两地2008年7、8月观测的数据资料,对比分析了两地的总雨滴谱样本特征和雷达参量的分布概率,研究了雨滴轴比订正对降雨率R、雨滴含水量W和反射率因子Z计算的影响,结果表明雨滴轴比对雷达参量影响不可忽略。雨滴轴比订正效果随着R的增大而增大,当R>5mm·h-1时,轴比订正效果明显,而因Z正比于尺度D的6次方,其订正效果更加明显。最后,在雨滴轴比订正基础上给出两地的Z-R关系,同时确定了未经过轴比订正的反射率因子Znoncorr与订正后的降雨率Rcorr之间的Znoncorr-Rcorr关系,以及反射率因子Z与雨水含量W的Z-W关系,为当地雷达定量测量降水、深入研究云降水形成的微物理过程和雷电对区域降水的影响等提供了科学依据。 相似文献
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云闪放电过程中雨滴增长的数值试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
利用二维数值模式,对雨滴在云闪放电条件下的增长进行了试验研究。分别讨论了在不同的电场、荷电量和电场角度时雨滴的增长演变及其运动状况。结果表明：二维模式中闪电放电对雨滴增长的影响与一维有明显不同。电场和荷电量作单因子变化时,雨滴在二维中随参量取值的增加变化较大。两者同时变化时,其乘积愈大雨滴增长幅度愈大。雨滴对电场角度绝对值变化的反应较为缓慢。其运动轨迹在不同的条件下均为准周期的。 相似文献
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本文对30次暖性阵雨的35000多个雨滴的大小和电荷量进行了测量,并根据阵雨的强度分析了电荷谱的情况。结果表明:带正电雨滴的百分比随雨滴的增大而增大,也随阵雨强度的增强而增加。雨滴电荷的分布是不对称的,正电荷的分布总是比负电荷来得宽,且当电荷值较小时以负滴为主,而当电荷值较大时,则正滴明显占优势。在一部分观测时段中,测站附近的火山爆发。它对雨滴电荷的影响是使电荷分布变窄,带大电荷的雨滴比例下降。本文用暖云中雨滴形成时离子与雨滴的相互作用的起电机制来讨论和解释上述结果。 相似文献