层状云微物理结构演变特征的个例研究

在人工增雨作业的同时,利用机载粒子测量系统对一次降水云系的探测资料进行了深入分析,给出了云和降水的宏微观结构演变特性,研究表明：（１）层状云中的中小尺度降水云区,是造成地面降水分布不均匀的物理原因;（２）云滴浓度与平均直径之间呈负相关关系;（３）支滴谱的垂直分布是典型的３种类型;（４）层状云微结构在水平方向上的起伏较大,存在４种不同类型。     

北京一次降雪的云物理过程作用模拟

应用非静力平衡MM5 V3模式对2001年12月7日一次北京降雪过程进行了数值模拟试验，对云和降水物理过程的作用进行了初步分析。试验结果表明：本次降雪过程是从对流层上层形成冰核向下发展的，中高空的强低温和上升运动区与冰粒子及雪的分布基本吻合，为降雪的进一步发展提供了有利的条件。     

利用三维云模式对一次强暴雨微物理过程的数值模拟

利用三维准弹性中小尺度云模式，对武汉地区1998年7月的一次强降水过程进行了数值模拟，研究了产生强降水云的微物理过程和降水机制，揭示了暴雨云高效率降水的基本原因。结果表明，这次暴雨过程的最大特点是降水持续且降水强度大，云内上升速度的长时间维持和云内较大水凝物含量为特大暴雨的产生提供了条件。这次暴雨过程中，云雨的自动转化碰并过程以及霰的融化致雨过程相对于其它物理过程更为重要。     

一次层状云人工增雨过程的数值模拟研究

模拟分析了河南南阳一次层状云人工增雨过程的自然云和催化云的微物理过程.结果表明自然云内冰晶含量很少,冰相过程不活跃,消耗水汽较少,大滴形成较为困难,降水效率低,降水强度出现过2次峰值.通过对自然云的模拟分析可以得出合适的催化部位,一般在过冷水含量较大,温度较低,云稳定维持阶段(模拟第52分)开始播撒,催化位置为(18 ...     

层状云人工催化物理效应的数值模拟

对于自然云催化过程的数值模拟可以再现人工催化后云的宏微观物理响应特征,有助于提高对人工催化机理的科学认识,优化人工催化方案。在天气研究与预报(weather research and forecasting, WRF)模型Thompson微物理方案中加入碘化银人工催化过程,对2018年河北省一次层状云催化过程开展数值研究。数值模拟结果表明,采用与实际催化过程相似的催化剂量,层状云降水个例催化后冰晶含水量及地面降水显著增加。该次降水个例自然云中冰相粒子较少,自然云中冰相过程不活跃,数值模拟结果再现了降水个例催化后从过冷却到冰、雪晶含量明显增加的转变。相同催化剂量下,催化层厚度的减少提高了播撒率,进一步优化了催化效果,可见,应该在云中过冷水含量丰富的云区开展冷云催化作业。人工催化过程增加的冰晶通过凝华过程增长并自动转化为雪晶,雪晶增长下落过程中以凇附过冷云水增长为主。催化过程导致地面降雪显著增加。     

不同冰核核化过程对雷暴云微物理过程和降水的影响

基于已有的二维对流云模式,加入一种新冰晶核化参数化方案;并通过对不同冰晶核化方式进行模拟对比,探讨不同冰晶核化过程对云内微物理过程及降水的影响。结果表明:考虑气溶胶异质核化作用以及均质冻结核化与异质核化的竞争关系后,地面降雨明显延后,地面累积降雨量减弱,降雨整体受到抑制。通过对微物理过程分析发现,主要有两个成因。异质核化过程的加入,导致冰晶特别是在高温区快速增长,加剧了云水以及水蒸气的消耗,致使云水碰并效率降低,抑制了雨滴的碰并增长;云滴和雨滴含量的减小减弱了其与霰粒子的碰并效率,霰粒子增长变缓,下落末速度降低,霰融化过程明显滞后。     

南岭山地浓雾的微物理结构及演变过程

南岭山地冬春季每当有华南准静止锋活动时浓雾发生的频率非常高。根据 2 0 0 1年 2 - 3月南岭山地浓雾试验获取的宏观和微观资料 ,分析该地浓雾微物理结构及其演变过程。结果表明 :南岭山地浓雾属于平流雾和爬坡雾 ,与冷空气活动 (锋面 )密切相关 ,具有持续时间长 ,能见度极其恶劣等特征 ;平均数密度 (N)、平均直径 (D)和含水量 (W)等微物理结构参量随时间变化很大 ,彼此存在关联 ;雾滴谱在浓雾过程中不断变化 ,反映了核化、凝结和碰并 (或碰撞 )、沉降等微物理过程的不平衡发展。     

六种微物理方案对湖北一次强对流过程的数值模拟

利用中尺度数值模式WRF(weather researchforecasting model),选定六种微物理方案(Lin、WSM6、WDM6、Morrison、Milbrandt-Yau、NSSL),对发生在2007年4月15日湖北地区的一次强对流天气进行模拟,对比分析了各方案所模拟出的降水差异及成因。结果显示:六种方案模拟出的降水区域均偏西,其中Milbrandt-Yau方案降水偏少,其余五种方案则偏多;不同方案所模拟的云中微物理结构不同,云中冰相过程的发展很大程度上影响了降水强度,降水主要来源于大的雹霰粒子下落融化。雹霰粒子半径不同是引起降水差异的主要原因,大粒子含量高,则会产生较强的降水;反之,则降水较少。     

一次冻雨过程的云微物理过程分析、模拟和预测

冻雨是一种对交通、电网以及人民生活带来严重影响的小概率灾害性天气.通过对2018年1月25日—26日中国南方大面积冻雨的天气形势、云微物理量变化的分析,探讨了本次大范围冻雨天气形成的气象条件,进而利用耦合了改进Ramer参数化方案的天气预报模式(weather research and forecasting model,WRF),对本次冻雨过程进行预报并评估了其预报能力,得到了如下结论:①冷干与暖湿气流在贵州-湖南-江西一带形成来回摆动的高空切变线,出现逆温层,地面温度小于0℃,天气形势有利于冰冻天气出现.②冻雨形成必须同时满足三个气象条件:一定厚度的暖层、较高的液水含量和地面温度低于0℃.在一次完整的冻雨过程中,气象要素并不能总是满足上述三个条件,因而一次冻雨过程并不一定是连续的,期间往往夹杂着降雨或降雪事件的出现.③耦合改进Ramer参数化方案的WRF模式对冻雨有很好的预报能力,平均威胁分数(threat score,TS)评分达到了0.52.该研究对冻雨预报有较大的参考价值,并为交通、电网的防灾减灾提供了坚实的理论支撑.     

利用云雷达反演层状云空气垂直速度及微物理参数的个例研究

为了研究层状云内空气垂直运动特征,深入了解层状云微物理性质,通过雷达功率谱估算层状云内空气垂直运动速度反演得到了层状云的微物理参数值。利用雷达实测反射率分布与反演的反射率谱分布的对比分析,验证了反 演结果的合理性。研究结果表明：对受湍流影响较小的层状云,利用毫米波雷达的功率谱数据能够比较准确的反演空气的垂直运动及层状云的微物理参数值。     

利用CloudSat和MODIS数据研究气溶胶对层积云的影响

利用CloudSat的云雷达数据研究了太平洋东部副热带地区的层积云微物理特性。结果显示, CloudSat反演的云滴数浓度在垂直方向变化很小。结合CloudSat的云雷达数据和MODIS的气溶胶数据, 研究了气溶胶对层积云的微物理特性和液态水路径的影响。结果表明: 对于相同的液态水路径, 气溶胶增加可以使得云滴的尺度减小, 但总体上对云滴尺度的影响并不显著; 由于云中液态水路径本身变化极大, 导致气溶胶对液态水路径的影响很难和云中液态水路径本身的变化分离开。此外还发现: CloudSat反演的层积云液态水路径比MODIS反演的液态水路径偏高; 层积云内液态水路径的不均一性比环境气溶胶光学厚度的不均一性大。     

河南省南湾水库浮游藻类的演替特征研究

南湾水库对区域经济和社会发展具有重要影响。研究其浮游藻类的演替特征对保护生态环境、促进区域可持续发展具有重要意义。本文取样调查、研究了2008年2月-2009年1月间南湾水库浮游藻类的演替,发现：空间上,浮游藻类总数在同一时间的水库不同区域样点之间呈现数量级上的差距,大部分样点仲春一秋末期间藻类总数在10^3个／L数量级以上;时间上,藻类总数在4月中旬-10月中旬期间较高,春季高于秋季,冬季最少。中、晚秋、冬、春季以绿藻、硅藻为主,夏季一早秋以蓝藻、绿藻为主。南湾水库浮游藻类演替在自然背景基础上,叠加了人为因素的深刻影响。     

Cloud-resolving model for weather modification in China

Weather modification is widely carried out in China.It is important to develop an operational model for weather modification to predict the microphysical features of cloud and precipitation and to help locate possible seeding areas.A two-moment microphysics scheme is developed using a quasi-implicit calculation method.The scheme predicts the evolution of mass as well as the number densities of the five hydrometeor types.Some microphysical processes are specified.The scheme is implemented with mesoscale models that have been run operationally for weather modification in China.     

河南省资源场分析

从场论及资源科学理论出发 ,以河南省 15个地 (市 )的农业气候资源场为例 ,对作为资源物理学重要组成部分的资源场理论的有关概念、特征量 (资源势、作业势等 )的表达及在资源分析与评价中的应用等问题进行了具体分析与探讨。     

Parameterization for narrow band shortwave optical properties of water clouds

Based on the drop size distribution models built from the observational data of microphysical properties of water clouds, the relationships between the optical properties and microphysical characteristics of water clouds have been investigated, and some different parameterization schemes of cloud optical properties have been analyzed. It is found that with the parameterization scheme, in addition to the equivalent radius, also including the mean radius of cloud droplet size distribution, the role of small cloud drops might be able to be considered more properly and better accuracies of parameterization calculation of cloud optical properties can be obtained, compared with that of using only the equivalent radius as parameter.     

河南省小康水平实现程度差异研究

河南省是我国的一个农业大省也是我国第一人口大省,河南省小康水平的发展直接影响着我国小康总体水平的发展。20世纪90年代中期以来,河南省小康水平发展取得长足进展,本文采用综合评分和综合指数相结合的方法,评价了河南省各县小康水平,并对比分析了河南省小康水平的县际差异,揭示产生这些差异的原因,最后提出提高河南省县级小康水平的具体策略。