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1.
对2004年的8、9月间机载PMS系统在北京及周边地区进行的不同天气状况下的8次气溶胶飞行观测资料进行了分析。结果表明,此观测期间,近地层以轻雾、霾为主。气溶胶浓度最大值的量级为102-104cm-3。阴天状况下气溶胶浓度最大,可达12 169 cm-3;晴空时最小,为783 cm-3。平均气溶胶浓度为102-103cm-3;直径最大值主要集中在0.28-0.47μm,平均值集中在0.21-0.31μm;风速较小的晴天和阴天都有可能使气溶胶浓度出现高值。大气有逆温层存在时,逆温层底有气溶胶粒子的明显累积。气溶胶粒子浓度谱为单峰分布。  相似文献
2.
周志敏  郭学良 《大气科学》2009,33(3):600-620
通过建立云物理耦合电过程的冰粒子分档模式, 对北京一次强雷暴天气的云中空间电荷结构分布、 形成机制及放电过程进行了模拟分析研究。结果表明: (1) 云水含量主要通过感应起电来影响云水、 霰粒子之间的电荷转移, 然后再影响空间电荷分布。而包含了雨水后的液水含量主要通过非感应起电在不同含水量条件下的起电机制影响霰粒子同雪粒子 (或冰晶) 碰撞后转移电荷的极性与大小, 从而影响空间电荷结构。 (2) 微物理过程的不均匀性将导致水成物含水量源汇项的不均匀性。而这种不均匀性首先会使得水成物在不同垂直剖面上的分布也不均匀, 从而使得感应、 非感应起电变得更复杂。源汇项的不均匀性还会导致水成物之间因质量转移而产生的电荷转移也不均匀。 (3) 强的上升气流将冰相物携带到较高处, 从而使得水成物间发生电荷转移的高度也比较高。雪粒子在强上升气流上部及两侧区域出现多个含量中心, 霰粒子含量分布相对均匀, 而质量中心向背风侧倾斜。因此, 非感应起电过程主要发生在背风侧的辐散区域, 从而导致空间电荷也主要分布在该区域。强上升气流使得冰相水成物在不同区域出现含量中心, 使得同一冰相物在不同区域携带不同电荷 (尤其是在强风暴的成熟期), 从而使得空间电荷易于出现多层结构。 (4) 由于放电会改变空间电荷结构, 放电通道中的感应电荷会重新分配到各个水成物表面, 所以在微物理过程和动力过程等作用下, 在水成物质量转移过程中发生的电荷转移将会更加复杂, 从而使得空间电荷浓度分布更加复杂。但是该作用的重要性还需要进一步的研究。以上因子均是造成空间电荷多层分布的重要原因。  相似文献
3.
中国地区空中云水资源气候分布特征及变化趋势   总被引:12,自引:2,他引:10       下载免费PDF全文
李兴宇  郭学良  朱江 《大气科学》2008,32(5):1094-1106
利用1984~2004年国际卫星云气候学计划 (ISCCP) 的云水路径 (CWP) 资料, 分析了中国地区空中云水资源的分布特征、变化趋势以及与大气环流和湿度场的关系.研究发现, 中国地区CWP的分布与大气环流、地形特征和大气湿度分布及水汽传输密切相关, 中国地区CWP存在明显的季节变化, 6月全国平均CWP最高, 10月最低, 不同地区季节变化差异明显.从变化趋势看, 中国地区CWP以增加为主, 青藏高原东部、内蒙古东部地区以及西北东部地区CWP的增加趋势较强.全国范围内, 冬季和秋季CWP增加较大, 春季和夏季增加较小.这些变化主要与大气环流变化导致的抬升运动的增强以及大气湿度 (水汽) 增加有关.中国地区空中云水资源在全球变暖的背景下表现出增加的趋势, 符合气温增加导致水循环增强的观点.  相似文献
4.
2004年7月4-6日,在我国东北地区有一次大范围的降雨过程。作者分析了此次层状云降雨的观测资料,包括机载PMS资料、雷达资料以及地面雨强计资料等,并用包含详细微物理过程的一维层状云模式进行了数值模拟,用顾震潮的三层概念模型(把层状云垂直结构分为三层:第一层为冰晶层,第二层为过冷水层,第三层为暖水层)分析了云的结构及降水形成过程。结果表明,这个模型基本反映了降水性层状云的结构和降水产生的物理过程。在第一层中,冰晶的凝华增长很重要,也存在冰晶的碰并过程。在第二层中,冰晶和雪的增长主要是通过凝华过程,Bergeron过程作用很大,但不同时刻Bergeron过程的作用程度不同。第三层中主要有云滴、雨滴和从第二层降落下来以后融化的雪和霰。云的第一层对第二层有播种作用,冰晶层对降水的贡献为7%,过冷水层对降水的贡献为54%,暖水层对降水的贡献为39%,降水的产生中冷云过程作用稍大,但暖云过程也起重要作用。  相似文献
5.
一次东北冷涡中对流云带的宏微物理结构探测研究   总被引:12,自引:4,他引:8       下载免费PDF全文
利用2003年7月8日的东北冷涡中对流云带的飞机穿云观测资料,结合雷达、卫星云图及天气图等资料,详细分析了此次冷涡对流云带的宏观特征、微物理结构,并对降水形成机制进行初步探讨。此次东北冷涡对流云系具有明显的带状水平回波结构,中等强度,垂直尺度小(小于6 km),云过冷液态水含量丰富,最大可达3.3 g/m3,云的上部过冷水含量也达到2.0 g/m3。对流云带的上部存在冰粒子高浓度区,最大值为1062 L-1,出现在5242 m(-6.8℃)处,这些冰粒子在高过冷水含量区的快速长大对降水产生起到重要作用。云滴直径与云滴浓度在0℃层附近呈现负相关性;通过分析解释了上升气流强的区域有更小的云滴粒子和冰晶粒子的原因,上升气流的作用造成了0℃层以下粒子浓度的积累。在弱上升气流区,2-DC观测的粒子浓度,高浓度区对应小粒子多,低浓度区对应大粒子多。并初步探讨了冷涡对流云带可能存在冰晶繁生过程。  相似文献
6.
积云并合在强对流系统形成中的作用   总被引:11,自引:6,他引:5       下载免费PDF全文
付丹红  郭学良 《大气科学》2007,31(4):635-644
利用中尺度非静力平衡模式(MM5V3),模拟研究了积云并合过程在北京2001年8月23日一次产生强降水和冰雹对流天气形成中的作用。研究结果表明,积云并合在此次强中尺度对流系统(MCS)形成中有非常重要作用。整个形成过程经历了从单体并合、积云团并合和强中心并合的多尺度并合过程。首先,相邻孤立对流单体之间通过在中层形成云桥并合成为积云团,接着相邻积云团之间也通过中层云桥并合形成具有多个强中心的中尺度对流系统,最后,中尺度对流系统内强中心实现并合。而强中心并合过程伴随着强降水、大风等剧烈天气的产生。积云下沉气流对于积云并合有着重要作用,由强辐散出流形成的上升气流及与环境风相互作用有利于并合的形成和发展。并合过程导致云内上升-下沉气流增强,对流运动发展加强,有利于水汽转化,形成大量过冷云水和冰相粒子。大量冰晶和霰的形成有利于强降水的产生。  相似文献
7.
2003年8~9月北京及周边地区云系微物理飞机探测研究   总被引:11,自引:4,他引:7       下载免费PDF全文
对2003年8~9月北京及周边地区4次飞机探测结果,特别对资料较完整的8月15日的层积云(Sc)和9月4日的层状云(St)系进行了较详细的分析。结果表明,FSSP-100测量的小云粒子(云滴、冰晶)最大浓度的变化范围从Sc云的120 cm-3到深厚高层云(As)的183 cm-3,平均直径7.22~16.05μm。2D-GA2探头观测的冰粒子最大浓度变化范围从2.25×10-3cm-3到3.29×10-1cm-3。机载King热线液态水含量仪(King-LWC)的最大含水量变化范围为0.42~0.69 g/m3。St云垂直和水平分布不均匀特性很明显,高空(-10℃层以上)有较大的小云粒子浓度,达到120 cm-3以上,尺度也比较大,最大值为20μm。云中液态水含量随高度缓慢减小,基本处于0.1~0.2 g/m3的范围。在-5.9~-8℃层,主要是柱状冰晶和少量结淞体,-8~-12℃层显示基本为结淞粒子,-20℃层左右表现出较多的枝状冰粒子。大冰粒子浓度基本在0.01~1 L-1左右。Sc云和St云的平均谱存在明显的差异。Sc云系的大粒子不同层的平均谱很相似,为单峰分布,谱宽达到1500μm。越到云低层,云粒子浓度越低。St云系的大粒子不同层的谱分布差异比较大,云中在0~-8℃和-8~-12℃层,直径小于400μm的粒子谱型基本相似,大于400μm的大粒子谱分布差异较大,-8~-12℃层有明显的双峰分布特征,而0~-8℃呈现多峰特征,谱宽达到1300~1400μm。  相似文献
8.
刘香娥  郭学良 《大气科学》2012,36(6):1150-1164
2009年6月3日在我国河南发生了历史罕见的强飑线天气过程,造成了严重的人员伤亡和灾害.为了解此次飑线天气的特征和产生的机理,本文采用卫星、雷达及地面加密观测资料,结合中尺度WRF (Weather Research and Forecasting)数值模式,研究了此次飑线产生的天气背景、宏微观结构特征及造成灾害性大风的机理.结果表明,此次飑线过程的主要影响系统是东北冷涡,其后部横槽引导的南下冷空气与西南暖湿气流在河南新乡南部一带交汇促发强对流过程,最后演变为飑线.但由于低层西南风偏弱,水汽条件不足,飑线发生的环境较为干冷.飑线产生区大气处于条件性不稳定状态,对流有效位能(CAPE,Convective Available Potential Energy)在1300 J/kg左右,并具有适平的垂直风切变.地面气象场显示飑线具有相对冷湿的雷暴高压和强冷池,飑线过程产生的灾害性天气以大风而非强降水为主.数值模式结果显示飑线下沉气流的最大值仅为-13 m/s,而地面风速最大值达到35 m/s,是最大下沉气流的2.7倍.进一步的数值敏感试验表明,降水粒子的蒸发和融化冷却过程对降低地面温度和产生地面强风速具有重要影响,其中雨水蒸发过程产生的最大等效冷却率为-3 K/min,远大于霰融化冷却率-0.7 K/min,因此雨水蒸发过程是影响冷池强度的关键因素,而地面强冷池在此次飑线灾害性大风的产生中具有重要作用.  相似文献
9.
何晖  郭学良  刘建忠 《大气科学》2009,33(6):1174-1186
在对2007年10月26日北京大雾天气形势及能见度分析的基础上,利用12通道微波辐射计、风廓线仪及NOAA极轨卫星监测资料与中尺度数值模拟结果,比较研究了雾的分布区域、温度、湿度、风速及液态水含量的边界层分布特征.利用中尺度模式模拟结果探讨了此次大雾的维持和形成机理,具体展现了此次大雾是在稳定大气层结、充沛水汽条件下,地面长波辐射冷却及雾顶的长波辐射冷却降温形成发展的过程,而太阳的短波辐射对雾的减弱消散有重要影响.  相似文献
10.
碘化银播撒对云和降水影响的中尺度数值模拟研究   总被引:9,自引:7,他引:2       下载免费PDF全文
通过在WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度天气数值模式中引入碘化银与云相互作用过程,建立了中尺度播撒碘化银数值模式。研究了碘化银播撒对于中尺度对流天气过程中云和降水的影响,研究了不同播撒部位、播撒时间和播撒剂量情况下碘化银的扩散、传输及其对云中水成物和降水量的影响。研究结果表明,碘化银在云中的扩散传输过程与播撒的位置有很大关系,在最大上升气流区播撒的碘化银能随着气流更快地扩散到云体上部过冷水含量丰富的区域,播撒在云上层入流区和云下层入流区的碘化银扩散到云中过冷水区需要时间更长,同时有大部分停留在云体边缘。碘化银能与云中过冷水相互作用,消耗过冷水使云中冰晶数浓度明显增加,从而使霰粒子转化减少,过冷水更多地转化为雪粒子,过冷水凝结释放出潜热使上升气流增强,促进了对流发展。由于雨水含量的增加,地面降水也出现增加。碘化银播撒率对地面降水量影响很大,当播撒率为0.6 g/s时,播撒对降水的影响时间超过4小时,增雨的效果更好。播撒率为0.1 g/s时增雨效果不明显,当播撒率为1.2 g/s时,对总降水可能出现抑止作用。对比碘化银播撒率为0.6 g/s时12小时地面增雨量,在云上层入流区播撒碘化银试验中,地面增雨量比对最大过冷水含量区的催化试验提高了48.7%,最大上升气流区播撒试验增雨效果最好,地面增雨量比在最大过冷水区域播撒提高了72.1%。  相似文献
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