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冷云催化宏微观物理响应的探测与研究
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作者 孙玉稳 银燕 +3 位作者 孙霞 刘伟 韩洋 闫旭升 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第5期1290-1303,共14页
2014年4月15日河北省中南部出现一次回流西风槽天气过程,河北省人工影响天气办公室对该天气过程作了飞机云物理探测和增雨作业,并专设飞行航线以研究作业前后云的宏观、微观物理响应。利用机载PMS观测资料,结合雷达、卫星观测资料分析,... 2014年4月15日河北省中南部出现一次回流西风槽天气过程,河北省人工影响天气办公室对该天气过程作了飞机云物理探测和增雨作业,并专设飞行航线以研究作业前后云的宏观、微观物理响应。利用机载PMS观测资料,结合雷达、卫星观测资料分析,发现该次降水过程云系特点是上层"槽前云"较弱,下层"回流云"较强,无高云;作业探测过程中云中下沉的降水粒子在"回流云"中增长,该层出现大量直径在3 mm以上的降水粒子;作业层内小云粒子浓度普遍在20 cm~(-3)以上,最大值为300 cm~(-3),大云粒子浓度低于0.02 cm~(-3)。作业后宏微观物理响应包括:作业区FY-2E卫星云图亮温在1 h后由-25℃降到-30℃左右,中云发展,其云顶抬高;雷达反射率因子催化作业后升高,最强达45 d BZ,35 d BZ以上的雷达回波区面积增加;从雷达剖面图上看,强雷达回波区下沉了500~1000 m。机载PM S观测资料显示,作业后云中小云粒子、大云粒子浓度都有增加,降水粒子浓度经历了先降后升的过程,持续时间约25 min。粒子谱呈双峰分布,第二峰在10.5μm;粒子浓度在直径在10.5~150μm区间内呈指数递减,直径在150~1000μm区间内粒子浓度变化不大而粒子直径迅速增长,大于1000μm粒子浓度急降与粒子沉降有关;作业后有效粒子直径向大值方向偏移,平均直径、平方根直径和立方根直径分布频谱变宽,粒子分布更离散。作业后影响区地面雨量增加,影响时间在作业后3 h之内。 展开更多
关键词 冷云催化 作业设计 云微物理探测 云粒子谱
碘化银冷云催化的数值模拟研究 预览 被引量:1
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作者 刘香娥 高茜 +1 位作者 何晖 嵇磊 《气象》 CSCD 北大核心 2016年第3期347-355,共9页
利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9-11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行... 利用加入碘化银冷云催化模块的中尺度数值模式WRF对2014年5月9-11日发生在华北地区的一次降雨天气过程进行了增雨催化数值模拟研究。模式的催化参数根据实际增雨作业信息进行设置,探讨了增雨的效果和机理,并针对催化高度和催化剂量进行了两组敏感性试验。结果表明:在高度5-6 km,温度-20--15℃左右的冷云区位置引入碘化银冷云催化剂可使地面降水量显著增加。地面增雨开始于作业后30 min左右,70 min左右达到最大,90 min后出现减雨,110 min后减雨效果大于增雨。增雨机制主要为:碘化银的播撤使融化层之上云中的过冷水含量显著减少,冰雪晶的含量增加,雨滴碰并雪的过程和雨滴捕获云滴的过程增强;增加的雪晶下落到暖区融化成雨滴的过程增多,最终造成地面降雨量的显著增加。从微物理过程的量级来看,雪晶粒子的融化是导致降水增加的最主要过程。不同催化高度和催化剂量的敏感性试验结果表明,针对这次过程在过冷云水丰富,温度较低而冰雪晶含量相对较少的高度进行催化效果较好。继续加大催化剂量,可以起到更好的增雨效果。 展开更多
关键词 碘化银 冷云催化 增雨机制
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山西冷锋云系的数值模拟研究 预览
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作者 李培仁 孙鸿娉 +2 位作者 申东东 封秋娟 李义宇 《山西气象》 2014年第4期36-41,48共7页
本文利用NCEP再分析资料和CANS中尺度云分辨模式,在对发生在山西省2010年4月20日-21目的大到暴雨、局部强对流天气过程的客观模拟,主要得到以下结论:①4月20日08时-21日08时24小时降水预报与实况对比可见山西省中南部降水与实况接近... 本文利用NCEP再分析资料和CANS中尺度云分辨模式,在对发生在山西省2010年4月20日-21目的大到暴雨、局部强对流天气过程的客观模拟,主要得到以下结论:①4月20日08时-21日08时24小时降水预报与实况对比可见山西省中南部降水与实况接近,山西省北部降水略大于实况,模拟域中降水量最大值模拟略小于实况值,雨带的分布和实况非常接近。②4月20日13时-17时,云系处于发展阶段,云内含水量和雪含水量呈增加趋势,其中云水20日17时2.5km达到最大值0.24g,kg,顶高3.5km,分布在1.2-3.9km,雪最大值0.25g/kg,位于0℃层上方。雨滴在暖层,雪和云水的增大区对应了雨的增加区,雪和云水是雨滴形成的主要粒子。雪和云水对降水贡献最大。此后,云系开始趋于消散阶段,到21日10时,降水基本结束。③云系4月20日10时开始发展,而后18时达到旺盛阶段,此后开始逐渐消散,到4月21日10时,云体基本消散。垂直上升气流速度多为0.1,最大0.5,符合层状云系特征。④在8km以上,雪通过凝华增长、雪花与冰晶碰并增长、冰晶向雪的自动转化增长。其中,雪的凝华增长起主要作用,最高所占比例100%。在5-8km,雪花通过凝华增长长大。在4-5km,雪花通过凝华增长和冰晶向雪的自动转化增长。在3—4km,雪花通过凝华增长和结淞增长长大,凝华增长最高所占比例100%。 展开更多
关键词 冷锋云系 人工引晶催化 数值模拟 试验研究
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基于BJ-RUC系统的人影冷云催化潜力识别模式平台设计 预览 被引量:2
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作者 嵇磊 周珺 +1 位作者 李宏宇 张磊 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第8期981-991,共11页
提前准确识别冷云催化潜力,有助于提升人工影响天气作业的科学水平,是实现气象现代化的重要保障。北京市人工影响天气办公室基于BJ—RUC系统,设计研发了北京人影冷云催化潜力识别模式平台(BJ—CCSPR平台)。该平台通过后台支撑系统和前... 提前准确识别冷云催化潜力,有助于提升人工影响天气作业的科学水平,是实现气象现代化的重要保障。北京市人工影响天气办公室基于BJ—RUC系统,设计研发了北京人影冷云催化潜力识别模式平台(BJ—CCSPR平台)。该平台通过后台支撑系统和前台分析系统的有机结合,具有自动处理数据监测、模式计算、人影业务产品制作与显示等功能,并能实现人机交互操作。冷云综合催化潜力指标基于BJ—RUC系统输出的三维云宏微观物理量条件、热力和动力条件设计研发,可直观地提供人影催化潜力区的空间和地域分布,具有较强的科学性和可信度。业务应用表明:该平台性能稳定,自动化程度较高,易于扩展,实用性强;与BJ—RUC系统结合,业务产品基本可以反映未来24 h内人影相关物理量场的变化情况;地基增雪和飞行增雨典型实例说明冷云综合催化潜力指标可直接服务于人影决策指挥,在实际业务中发挥重要作用。 展开更多
关键词 BJ-RUC BJ-CCSPR 冷云综合催化潜力指标 人工影响天气
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人工消除冷雾的个例模拟分析 预览 被引量:4
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作者 何晖 郭学良 +2 位作者 李宏宇 金华 刘建忠 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期 272-286,共15页
本文在中尺度数值模式MM5的Reisner2方案中引入了液氮粒子与云相互作用的过程,在中尺度模式MM5中实现了催化功能。利用加入催化方案的中尺度模式针对2007年12月26日北京地区的一次冷雾天气过程进行了消雾的数值模拟研究,探讨了消雾的效... 本文在中尺度数值模式MM5的Reisner2方案中引入了液氮粒子与云相互作用的过程,在中尺度模式MM5中实现了催化功能。利用加入催化方案的中尺度模式针对2007年12月26日北京地区的一次冷雾天气过程进行了消雾的数值模拟研究,探讨了消雾的效果和机理,并针对催化剂的播撒量和播撒位置进行了两组敏感性试验。结果表明:在此次模拟雾过程中,在目标区上风方1~2 km以5 g/s的播撒速率播撒10 min,催化作业开始9 min后,目标区开始显现作业效果,最好的效果出现在作业后24 min,作业效果可以维持25 min左右。消雾机理主要为播撒后人工冰晶通过凝华增长消耗了大量的水汽,导致了水汽通过凝结过程形成雾滴的减少,同时上游作业导致雾滴向下游目标区平流的减少。本例中,以15 g/s的速率播撒作业和在目标区上风方5~6 km的地点作业对能见度的改善最为显著。 展开更多
关键词 冷雾 消雾 中尺度催化数值模式 机理 催化效果
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