非球形冰晶粒子毫米波IWC-Z关系的研究     

王金虎  葛俊祥  魏鸣  顾松山  杨泽鑫 《热带气象学报》2016,(2):246-255

冰水含量在气候以及天气变化、人工影响天气等方面的研究中具有重要影响。毫米波雷达在探测卷云时由于气流运动等因素的影响使得电磁波照射体积内粒子自身发生旋转运动,这为精确计算粒子散射截面以及利用其散射特性反演云中冰水含量造成困难。首先给出六种常见的非球形冰晶粒子模型,利用HFSS软件讨论特定尺寸下非球形粒子及其等效球形粒子的辐射方向图差异,利用矩量法（针对非球形粒子）以及洛伦兹-米理论（针对球形粒子）计算并拟合上述冰晶粒子在静止、水平旋转以及随机旋转三种取向下最大尺寸与后向散射截面之间的双指数关系式,假定卷云冰晶粒子混合模型满足B-H模型,云粒子的谱分布服从NASA在2007年实测的指数分布,计算出实际的冰水含量,讨论了三种取向下非球形粒子及等体积球粒子群的雷达反射率因子Z,将其代入常用的IWC-Z关系式,结果表明利用雷达反射率因子反演冰水含量时必须考虑高空风产生的粒子取向问题,等效球理论方法得到的冰水含量比实际值偏小,该结论对于毫米波雷达精确反演卷云的微观物理参数具有重要意义。  相似文献   

夜光云内小尺度重力波对冰晶粒径谱的影响规律研究          下载免费PDF全文

卜令兵  张祖熠  郜海阳  霍朝阳  王震  朱红 《地球物理学报》2016,59(2):453-464

本文利用AIM卫星搭载的CIPS云图反照率和冰晶粒径数据,从中提取了2007/08南半球和2008年北半球共6489个小尺度重力波活动(波长5~150km范围)个例,对重力波区域与背景云层冰晶粒径谱进行对比分析,从而研究重力波对冰晶平均半径和谱宽的影响规律.结果表明,北半球重力波区域冰晶的平均半径和谱宽分别比背景云层小2.5nm和6.1nm,南半球则分别减小1.1nm和7.9nm.在随纬度的分布上,小于80°时,南北半球的平均半径扰动值均为负值,绝对值随纬度增大而减小,而大于80°时,负扰动转变为正扰动,且绝对值增加;谱宽扰动的绝对值也随着纬度增加而减小,但均为负值.在季节内随时间的分布上,南北半球重力波对冰晶平均半径和谱宽的扰动在始末阶段以负值为主,且绝对值较大,而在中期阶段正负值相当,且绝对值较小.这一特征与重力波引起冰晶粒径变化的振幅在纬度和时间上的分布趋势一致.重力波的波长均随纬度升高而减小,在季节的始末阶段较大,中期小,且南半球的平均波长和变化幅度都要明显大于北半球的,粒径扰动振幅随波长的变化率为南半球0.207nm·km-1,北半球的0.163nm·km-1.根据分析推断,重力波自身的扰动振幅应与其影响区域内的谱参数相对于背景云层的变化量有直接关系,且振幅越大,平均半径和谱宽的负扰动就越大.  相似文献   

强风暴电过程对霰粒子含量和谱分布影响的数值模拟研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

周志敏  郭学良  崔春光  李兴宇  徐桂荣  赵玉春 《气象学报》2011,69(5):830-846

利用建立的耦合电过程三维冰粒子分档模式(通过引入电场力来考虑电场对粒子的影响),模拟研究了北京一次强雷暴发展过程中电过程对霰粒子含量、数浓度的影响。结果发现:(1)相对小的霰粒子含量受电过程直接影响较大,这种影响累积后,会对相对较大的霰粒子含量产生间接作用。在冰雹发展的初期和成熟期的部分阶段,电场对霰粒子最大含量所处空间位置基本没有影响。而在冰雹发展的成熟期向衰败期过渡时的部分时刻,电场对其稍有影响。在霰粒子最大含量处,直径相对较大的霰粒子决定着总的霰粒子含量。(2)总体来说,直径较小的霰粒子数浓度受电场影响较大,直径较大的霰粒子数浓度受电场影响较小。由于霰粒子含量中心大直径粒子较多,而其受电场的影响相对较小,并且该处电场也小于电场极值,故其最大含量受电场影响相对较小。所以,在此次个例的模拟过程中,霰粒子最大含量的时变曲线变化很小。(3)考虑电过程情况下,在霰粒子数浓度最大处,小直径霰粒子数浓度要么增加,要么略微减少,而大直径霰粒子要么进档增长受阻,要么数浓度减少。对不同直径的霰粒子来说,电过程既有可能使其数浓度增加,又有可能使其数浓度减少。当电场较大时,电过程对小直径霰粒子的影响比较直接,而对大直径霰粒子的...  相似文献   

大气中的“造雨者”     

《海洋世界》2008,(4):7-7

·美国蒙大拿州立大学植物学教授大卫·山德斯曾提出“生物沉降”的概念。他认为,细菌在植物表面形成“小型团体”,它被风吹入大气后,“冰晶”在其周围慢慢形成。这些晶体越来越大，最后以降雨的形式落回地面。细菌在地面上继续繁殖，进入下一轮“由地入空”的循环。这个概念有25年历史了，但却没有引起足够的重视。  相似文献   

强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟   总被引：6，自引：2，他引：4  

周志敏  郭学良 《气候与环境研究》2009,14(1):31-44

利用建立的三维闪电数值模式,模拟研究了北京2001年8月23日一次强雷暴发展过程中的云内闪电通道特征及其与上升气流和液水含量（LWC）之间的关系。结果发现：在强雷暴发展过程中,由于雪晶往往在上升气流相对较弱及LWC较低的地方形成、发展,与霰粒子之间的非感应起电过程首先发生在这些区域,然后发生电荷分离。因此,云内闪电往往在上升气流较弱和LWC相对较低的区域触发。闪电触发后,上行先导延伸区域的LWC较小,而下行先导延伸区的LWC取决于强风暴云发展的阶段。强风暴成熟期发生的闪电,下行先导可以延伸到较大LWC区,而无法延伸到LWC最大区。强雷暴衰退期发生的闪电,下行先导可以延伸到LWC最大区。  相似文献   

云室在云雾物理学研究中的应用进展     

苗百岭  张自国  张秀峰 《内蒙古气象》2008,(3):31-34

云室是云雾降水物理学的实验室装置,在云物理实验研究方面一直有着广泛的应用。本文介绍了目前国内几种主要云室的构造和基本性能,以及它们在大气冰核浓度的观测与研究、高效碘化银焰剂及其成冰性能的研究、液氮（LN）消雾成冰性能的实验研究、稀土化合物成冰性能的实验研究、冰雪晶碰并勾连增长的实验与观测分析中的应用,并着重介绍了这几方面试验研究目前在国内的进展情况。  相似文献   

地形对2008年初湖南雨雪冰冻天气的影响分析   总被引：5，自引：5，他引：0       下载免费PDF全文

徐辉  金荣花 《高原气象》2010,29(4):957-967

利用NCEP逐日资料、探空站点资料和地面观测资料,分析了2008年初发生在湖南的第三次冰冻雨雪过程(1月25～29日)。结果表明,冰晶层、融化层、冷层这种两头冷中间暖的温度垂直分布结构以及地面微风、低温、潮湿的气象要素条件共同导致了湖南的这次严重冰冻灾害。利用中尺度数值模式MM5模拟了湖南独特的地形特征对这次冰冻过程的影响。两个敏感性试验结果表明,随着南岭山脉地形高度的降低会导致南岭北部上空的大气垂直温度层结发生变化,而这种变化并不利于湖南南部冻雨的发生,同时还在一定程度上导致南岭以北的降水增加,以南的降水减弱。  相似文献   

近年来的南极臭氧洞   总被引：4，自引：0，他引：4  

陆龙骅 《气象科技》1997,(1):4-8

据ＷＭＯ南极臭氧化报的报导。１９９６年的南极臭氧洞无论从出现时间，最大面积，最低臭氧值，还是从持续时间上来说都与前几年相似，基本上未创新的记录。臭氧洞生成的主要原因，与人类活动产生的里昂和溴化烃等含氯和溴化合物在合适的平流层低温条例上通过光化学反应破坏臭氧有关。  相似文献   

北方冬季出现雾如何判断是否加记冰针     

刘长立 《内蒙古气象》2006,(1):26-26

2004年新规范开始实行,在第六章天气现象中增加了“高纬度地区出现的冰晶雾也记为雾,并加记冰针”。是否加记冰针不仅影响天气现象的记录,而且还可能影响到天气现象的发报。额尔古纳市位于50°15′N,属于高纬度地区,但并不是冬季出现雾就应该加记冰针的。结合观测实际和气象学原理,应该按照温度的高低判断是否加记冰针。由于雾滴的状态是由温度决定的,按照雾质点的聚集态不同,可把雾分为水雾、混合雾、冰雾三类。观测结果显示,当温度高于-18°~-20℃,雾多半是由水滴组成;当温度低于-20℃时,大部分雾中含有冰晶,成为混合雾;在更低的温度下,…  相似文献   

地面温度在0℃以上时能形成霜吗     

王文博张遂菊  李红卫 《河南气象》2004,(1):46-46

霜，气象观测规范定义为：水汽在地面和近地面物体上凝华而成的白色松脆的冰晶；或者由露冻结而成的冰珠。有定义可知，霜形成时，贴地(或近地面物体表面)层空气的温度必须低于0℃。所以．地面温度(观测场地温场内读得的地面温度表的示值，下同)在0℃以上时肯定不会在裸露的地表面上形成霜，那么这个时候近地面物体上会不会形成霜呢?也就是说这个时候近地面物体上的温度会不会降低到0℃以下呢?  相似文献