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河北省层状云降水系统微物理结构的飞机观测研究

杨文霞  
【摘要】:本文利用1991年5月25日一次回流天气过程和1992年6月20至21日的西风槽天气过程,总共4个架次的飞行作业中获取的PMS资料,结合部分雷达、探空、雨量资料和已有的成果,从一个新的角度对河北省层状云降水系统的微物理结构进行了分析。在分析过程中,加强了对平飞资料的分析,注重分析了层状云中的一些中尺度组织、高空云带和对流泡的微物理结构特征,采用陶树旺等(2001)提出的层状冷云飞机人工增雨实时监测指标,对冷云进行了可播性判别,对云内的温度变化,如云内逆温等进行了分析。 主要结果表明:在1991年5月25日的回流天气过程中,层状云降水系统存在不均匀性,表现为较强降水云带,空中较强降水云带和地面降雨量具有很好的对应关系。飞机在进入较强云带时,云物理量(LWC、N、D、T)等会产生剧烈变化,表现为LWC跃增、N快速增大、云滴谱谱宽拓宽、T下降等,在同一云带中,温度变化不大并且比周围低。 1991年6月21日个例观测到对流泡位于层积云下部暖云中的部分,泡状结构明显,呈现出中尺度组织特征,天气系统的配置有利于垂直上升运动的发展:通过对比分析,发现对流泡内具有云滴浓度高、液态水含量较高、云谱型相似以及2D-C粒子尺度大等特点:本次个例观测到的对流泡内云滴谱表现为单峰型。 1992年6月20日两次个例的冷云中冰晶尺度、冰水含量(IWC)、冰晶浓度和过冷水含量(LWC)的垂直分布表明,冷云中冰晶尺度随高度降低整体趋势表现为增大,在3400(-1.5℃)~3100m(0℃)增长最快,在此温度区间由于温度较高,冰晶粒子易于攀附和粘连,是本次过程的主要冷云增长过程之一;冰晶浓度的最大值位于4400m(408/L),LWC的最大值位于4000m(0.0802/m~3),与较大冰晶浓度对应的LWC较小,说明冰晶浓度较大的地方消耗掉较多的过冷水。 1991年5月25日个例在飞机上升和下降过程中两次于2000m左右探测到较强的云内逆温,逆温层顶下方存在云水含量的峰值,推测两次云内逆温的形成与大气中的强逆温有关。


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