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《南京信息工程大学》 2012年
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湖北保康冰雹形成机理与人工防雹数值研究

敖杰  
【摘要】:湖北保康每年都会出现多次冰雹天气,对当地的农作物尤其是烟叶影响很大。为了能更好的进行防雹作业,本文对保康冰雹形成机理和人工防雹机制进行了研究。 通过对保康降雹的统计分析发现:降雹月份集中在每年的5-9月,降雹时段在13~18h;保康降雹发生的地域不均匀;冰雹天气主要发生在西北气流型、副高边缘型、副高内部型以及无类型四种环流形势背景中。 利用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云模式对湖北保康冰雹云进行模拟,分析了保康6次冰雹云个例的过冷水累积带特征:这6例雹云的形成阶段都存在累积带,累积带平均维持时间为7min,厚度为1-2km,雹胚大部分以冻滴为主;同时对累积带明显和降雹强度最大的040706雹云个例进行了详细分析:雹胚产生于累积带,靠碰并累积带中的过冷雨水迅速增长,冰雹形成后主要靠碰并过冷云水增长;通过040706、040708、060806和070708四次个例的对比分析得出:累积带存在时有较大的上升气流和过冷雨水含量,是冰雹形成和增长的有利条件,但是雹云整个生命期中存在较大的上升气流对冰雹的形成和增长也具有一定作用。 通过对040706个例的催化数值试验发现,催化在减雹的同时也带来了减雨。对于不同时机、不同剂量和不同部位的催化,有不同的防雹效果:在雹云形成阶段进行催化,有较好的防雹效果,而在雹云发展成熟后催化,防雹的效果变差;随着催化剂量增加,防雹效果渐好,但剂量增加到一定程度后,防雹效果变化不明显;催化部位选择在最大过冷水含量区防雹效果较好。同时,研究了该个例催化防雹的机制:催化导致人工冰晶数量增加,由于冰晶的消耗,过冷水含量减少。冻滴的数量在催化后增加,可以“争食”更多的过冷水,冻滴的平均质量和尺度变小,冻滴向冰雹的转化量也随之减少。冰雹在形成以后由于过冷云水的减少而使其碰并增长受到抑制,因而不能形成大雹。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P426.64;P482

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