宁夏夏季层状暖云降水观测研究

【摘要】：本文采用Micaps资料和机载PMS实时探测资料就中国宁夏银川地区2007年8月26日的一次降水过程做了层状云降水的宏微观特征分析。本次降水过程主要由暖性层状云产生,在云层的下部和上部存在明显的上升气流和乱流,在云层的不同部位也存在有湍流活动,说明云中的起伏随机源很强,云中肯定存在起伏降水机制,在出现乱流的层面上大云滴浓度相对较高。此外,根据本次个例探测的结果,云中半径大于20μm的云滴很少,几乎全部的云滴半径都在20μm以下,而且半径在10μm以下的云滴非常活跃(表3),从雨滴谱资料的中可以看出,雨滴直径都在2～3mm以下,全天的降水基本持续在小雨的等级上。在本次个例中,云滴的增长可能主要是靠起伏凝结增长。当云中少数云滴半径大于14μm,碰并小云滴的效率提高,能有效地启动重力碰并机制,形成降水粒子,其碰并增长速率是随大水滴增大而快速增加的,这也正是暖性层状云产生降水的重要机制。通过对采样数据的统计分析,得出平均直径在20μm以上的云滴浓度占不到云滴总浓度的15%,而含水量却占到了近40%,但是在云滴谱的全部谱形中可以看出,云层偏上部的云滴谱中较大云滴质量占优,而在云层偏下部则是小滴占优。说明云层的下部水分主要由小云滴提供,到了高层平均直径大于20μm的云滴对云中含水量的贡献更大,这说明在整个云层中平均直径大于20μm云滴对水汽的贡献作用不容忽视,但也是有一定空间局限性的。结合两次飞行的PMS资料的分析,本次个例中云层的丰水区处于云层中部,有时在云层下部,并且与逆温层结相对应。即便是层状云,云层中也会时常夹杂有干燥层,通过两次飞行的资料处理得到,每次飞行云中都夹有干燥层,而且云中乱流很明显。通过雨滴谱的分析,本次个例中,0.5-1.5mm之间的雨滴数浓度仅占总浓度的21.8%,但是其对雨强的贡献达到了75.2%,可见,这部分雨滴是本次降水的主体。而且在本次个例中,雨滴的尺度变化对雨强变化影响很大,而数浓度并不是影响雨强的决定因素。雨滴谱整体呈现单峰型,谱宽的变化与雨强的起伏吻合的很好。在与相应时段的云滴谱对比分析后得出,地面雨滴的形成与云中大粒子的增加有着密切的关系,即降水与云中大粒子的分布关系密切。 【作者单位】：甘肃省人工影响天气办公室 南京信息工程大学 宁夏气象科学研究所 山西省人工降雨防雹办公室 甘肃省气象局核算中心
【关键词】：夏季 暖云 层状云 降水机制
【基金】：公益性行业(气象)科研专项(GYHY200906024) 国家自然科学青年基金(40805057)共同资助
【分类号】：P426.6
【正文快照】： 引言层状云是我国北方的主要降水性云系,准确认识和掌握层状云降水形成的机制和演变特征对于开展人工增雨作业、缓解干旱具有重要的科学和现实意义。层状云的水平尺度一般为10～103km,垂直尺度为10-1～100km(约100m至5km)[1],包括卷云(Ci)、高层云(As)、高积云(Ac)、层积云(Sc

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