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延安层状云微物理特征及降水机制研究

王扬锋  
【摘要】: 我国淡水资源短缺,人口增长、经济发展与水资源短缺的矛盾日益加剧,已严重影响着我国部分地区经济和社会持续健康发展。人工增雨,就是开发利用空中云水资源,缓解水资源短缺的一种有效新途径。降水过程的云微物理结构的观测和催化效应的分析在人工增雨中占有重要的地位。本文用综合观测的方法,利用机载PMS云粒子探测系统,根据云系的宏微观结构特征进行有针对性的垂直探测飞行,配合卫星、雷达、地面雨量、雨强计网观测资料对2003年9月17日延安降水性层状云系中那些有代表性的部位或垂直分层做细致的观测分析,获得云系的微物理结构和自然降水形成的物理过程,并用观测事实来验证人工增雨引晶催化后的物理响应判据。 本文通过对不同高度上的粒子特征量和谱分析,降水性层状云宏微观垂直结构配置或水凝物主要特性可以分为5个发展层。过冷水滴和冰晶共存层存在,且冰晶活跃增长,此层的存在可能是发生降水的关键。在零度层以下蒸发层的存在,且比较深厚,应是导致地面雨强较小的重要因素之一;本文对暖层的云滴谱和雨滴谱进行了计算,对小云滴、大云滴和雨滴分布可以用同一种形式的分布密度函数多阶Γ函数N(D)=N_0D~nexp(-λD)来表示。拟合值和观测值吻合的较好,计算出的平均直径、均方根直径、均立方根直径和粒子浓度与观测值也比较吻合;本文对两组个例的催化影响区域及可能采集到相应值的下风方区域进行了分析,催化下风向影响区的F-100、2DC、2DP的粒子浓度比背景值都有所增加,但是增加的幅度不同,应该是催化响应时间的原因。并结合雷达、地面雨量进行了分析,观测事实说明作业区作业条件选择是合理的,并有一定的作业效果。


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