甘肃省层状云宏微观结构及降水特征的观测分析

【摘要】： 本文基于人工增雨飞机搭载的云粒子探测仪、温湿仪、GPS定位系统等所取得的层状云资料，结合地面卫星和新一代雷达等的常规观测资料，对甘肃省不同季节、不同地区层状云的宏微观结构，如粒子构成、垂直和水平分布等，特别是有降水可能的高层云和层积云，进行了综合分析，给出了层状云的降水效率，并对增雨的潜力进行了评估。具体研究结果如下： 1．进行机载探测试验方案的科学设计，结合甘肃实际情况，对飞机增雨催化作业和水平探测、垂直探测、对比观测飞行的航线进行了优化设计，保证了科学作业和有价值资料的采集。 2．对2001年10月12日甘肃河西地区降水性层状云进行了探测。根据获取的资料分析了此次降水性层状云的冰雪晶特征。包括不同粒子的分布特性，给出不同温度下的冰雪晶粒子谱，还分析了粒子谱型随温度的变化及其包含的微物理机制。与我国其它地区的冰雪晶浓度比较认为，在一定的云水条件下，甘肃秋季层状云有较大的增雨催化潜力。 3．利用2001年9、10月份甘肃中川机场上空5次天气过程的层状云垂直探测资料，分析了秋季Cs-As-Ns和Ac-Sc结构层状云温度，云粒子浓度、粒子直径、液态含水量及云粒子谱的垂直分布特征，用N阶Γ函数对云粒子谱分布进行了拟合，选出最优化拟合参数，并指出逆温层相对于温度0℃层的位置和逆温强弱对云滴的微物理特征的分布和降水形成有显著的影响。 4．分析了2002年4月28日一次冷锋天气过程云滴、冰晶等云微物理量的水平、垂直分布，以及谱的特征，确定出最佳谱模拟参数，揭示了其中发生的微物理过程，从微观角度说明了甘肃春季冷锋天气过程层状云的一些特点，讨论了云系的增雨潜力。 5．对2002年9月12日甘肃陇东地区的降水云做了探测，结合同期的天气和卫星资料，分析了该地区秋季降水性层状云宏观特征和云中不同尺度云粒子的水平和垂直分布，以及对应的谱分布和云系高空的降水效率。结果表明该地区云系高中云共存，有自然“播种-供应增长”的降水机制，云滴浓度、云水含量和平均直径较小。相比而言雨滴浓度小，尺度较大，降水效率低，具有较好的增雨催化潜力。 6．根据秋季一次飞机作业资料，结合同期的天气和卫星资料，分析了这次作业的冷云结构，对作业的可播性做了评估，结果表明75％的时段在强可播区作业，25％在不可播区。云中降水效率低，具有较好的增雨催化潜力。