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内蒙古中部地区层状物理特征及可播度分析
2025年
对层状降水系开展物理特征及可播性实时识别研究,有利于提高对层状降水系增雨催化潜力的认识,为人工增雨作业实时识别提供技术支撑。利用内蒙古中部地区2018—2019年8架次层状飞机作业机载探测资料,研究该地区层状物理特征及人工增雨可播度特征。结果表明:层状水、液态水、过冷水出现频率分别为59.97%、82.99%、70.84%;液态水含量主要集中在0.001~0.100 g·m^(-3),过冷水含量主要分布在0.010~0.100 g·m^(-3),具有较好的引晶催化潜力。大粒子数浓度平均为8个·cm^(-3),数浓度大于20个·cm^(-3)的占比14.10%;小粒子数浓度平均为20个·cm^(-3),数浓度大于20个·cm^(-3)的占比28.54%。粒子数浓度总体上较小,70%以上的粒子位于负温区。层状中小粒子数浓度达到15个·cm^(-3)时,区具有可播度;当可播区中大粒子数浓度小于10个·cm^(-3)时,区具有强可播度。
许志丽徐亮亮毕力格史金丽辛悦刘沫彤
关键词:层状云人工增雨云微物理特征
南南部冰雹形成的天气背景与物理特征
2025年
基于常规、双偏振天气雷达和激光降水粒子谱仪等观测数据,研究了南南部红河州2022—2023年16次冰雹过程形成的天气背景、大气层结和物理特征。结果表明,南南部冬、春季与夏季冰雹形成的天气背景不同,冬、春季冰雹的形成主要与青藏高原盛行的南支西风槽波动和南亚副热带高压环流有关,而夏季冰雹主要与青藏高原高空反气旋性环流和南亚季风环流有关,这些环流背景有利于冰雹发生区域的大气不稳定层结增强和水汽增加。降雹主要发生在午后,可能与午后强烈的太阳辐射加热造成层结不稳定增强有关。另外,复杂地形影响下的地表非均匀加热也有利于局地对流系统的触发。各季的冰雹均为暖底,底温度10—20℃,暖层厚度1.8-3 km,顶海拔高度最大为15 km,最大回波强度为65 dBz。地面冰雹直径以10 mm以下为主,最大可达30 mm。在雷达回波强度大于50 dBz的冰雹形成区,不同季的雷达偏振参数存在明显特点,冬、春季差分反射率(Z_(DR))和比差分相移(K_(DP))比较相似,Z_(DR)一般在-2—0.2 dB,K_(DP)在-0.8—0.5°/km,但相关系数(CC)冬季为0.95—0.98,而春季减小为0.93,说明冰雹形成区由较小尺寸的锥状、球状冰雹、过冷雨滴等混合粒子组成。随着天气变暖,冰水粒子组成趋于复杂,导致CC减小。夏季Z_(DR)和K_(DP)显著增大,分别为-2—5 dB和-0.4—2.4°/km。但CC进一步减小为0.85,说明夏季冰雹形成区冰水粒子组成更为复杂,由尺寸比较大、水平取向更明显的锥状、盘状冰雹粒子和过冷雨滴组成。Z_(DR)和K_(DP)高值与大雨滴和冰雹融化过程有关。另外,最大垂直积分液态水含量(VIL_(max))与顶高度和地面降雹尺寸也存在较好关系。本研究结果表明,青藏高原大气环流和过冷雨滴冻结过程在南南部冰雹形成中具有重要作用。
郑皎郭欣付丹红施元浩郭学良
关键词:微物理特征
WRF模式不同物理方案对海南岛一次飑线过程的数值模拟研究
2025年
利用WRF模式中8种物理方案,模拟2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线降水过程,对比分析不同物理方案对模拟结果的影响。结果表明:不同物理方案对地面降水、雷达组合反射率,以及热力、动力场的模拟存在显著差异,其中Thompson方案模拟的降水落区与中心强度最接近实况,WSM6方案在最大降水时刻模拟的雷达组合反射率在强度、范围和形态上与实况相似;在热力、动力场中,各方案均模拟出了地面冷池、低层垂直风切变与冷池出流等飑线特征,降水中心对应强上升气流区,低层辐合与高层辐散的散度场结构有利于强对流出现和降水形成,但在强度和分布上不尽相同。从物理特征上看,液相粒子主要分布在5 km以下,冰相粒子在6 km以上,水的模拟结果对物理方案的选择响应最弱,雪和霰的分布则表现出较高的敏感性,这是由于不同物理方案对雪、霰生成、转化与消耗的过程处理存在差异,且同一物理过程在各方案中的转化率也不尽相同。
毛志远黄彦彬付丹红曾敏邢峰华敖杰王雨
关键词:飑线数值模拟
一种尺度适应的物理转化率的计算方法和装置
本发明涉及一种尺度适应的物理转化率的计算方法和装置,包括利用当前气象预报参数,得到物理过程转化率,所述物理过程转化率包括雨自动转化效率、雨水碰并水效率和霰融化效率;根据网格距、量值和一个网格内雨水覆盖的...
平凡殷蕾茅家华李玉鹏徐瑾
玉树地区夏季一次对流降水过程的物理特征分析
2025年
本文旨在研究青藏高原(以下简称高原)玉树地区对流物理结构和水凝物转化过程,利用中尺度数值预报模式WRF结合2019年夏季在青海玉树地区的观测资料,分析玉树地区夏季一次对流降水过程。结果表明:(1)WRF模拟所得24 h累计降水量与玉树站点观测降水量相近,模拟降水回波的时空分布与Ka毫米波雷达探测结果基本一致,表明模拟结果可靠。(2)降水中各相态粒子有明显的垂直分布结构,固态水凝物的大值中心位置均较高,其中冰的大值中心所处位置最高位于200 hPa附近;液态水凝物的大值中心在500 hPa;水汽的大值中心高度最低位于500 hPa以下,其极大值中心早于其他粒子出现。(3)物理转化过程中,水对降水的贡献最大,水汽通过凝华形成雪、霰等水凝物,冰相粒子通过聚集、贝杰龙过程、碰连、碰并等过程相互转化形成霰和雪粒子,最终随高度下降,冰相粒子融化后与水相互结合,加速了水向雨水的转化。
杨显玉吕雅琼文军王文雷胡芩孟宪红陈绍婕郑佳锋王梓奕
关键词:对流云数值模拟云微物理
不同分辨率和物理方案对四川盆地一次暴雨过程模拟的影响分析
2025年
本文以美国国家环境预报中心(NCEP,National Centers for Environmental Prediction)的GFS(Global Forecast System)全球数值天气预报产品作为模式预报初始场,利用区域中尺度预报系统CMA-MESO(China Meteorological Administration Mesoscale Model)(原GRAPES_MESO)5.1版本对2021年9月3~5日发生在四川盆地的一次暴雨过程,采用3种不同分辨率(1 km、3 km、10 km)和2种物理参数化方案(WSM6、Thompson)设计5组试验进行数值模拟研究,结果表明:(1)试验模拟雨带与实况基本一致,但强降水时间、降水落区和降水强度与实况存在差异。随着降水阈值的提高,TS评分下降同时Bias变幅增大,空报率和漏报率也随之增加。(2)同分辨率是否采用积参数化方案与同分辨率采用不同物理方案对水汽通量模拟结果差异不大;5组试验在各自模拟的暴雨区均对应强烈的上升气流,且模拟强度均随分辨率提高而增大。(3)1 km分辨率下采用不同物理方案模拟液态粒子结果差异不大,但固态粒子明显不同。(4)3 km分辨率下加入积参数化方案后,对于强降水中心的模拟结果存在较大偏差。整体而言,针对此次降水过程的各个试验模拟结果表明,在高分辨率条件下,Thompson方案饱和调整方案效果略好于WSM6方案,1 km_thompson方案对雨带刻画更精准,降水模拟最优。
马怡轩徐国强
关键词:云微物理暴雨
基于单参数单冰物理参数化的冰雹预报方法和装置
本申请涉及一种基于单参数单冰物理参数化的冰雹预报方法和装置。所述方法包括:基于冰雹粒子直径确定冰雹粒子谱分布,并依次确定冰雹粒子直径与冰雹粒子质量和冰雹粒子下落速度之间的关系;基于冰雹粒子直径与冰雹粒子质量之间的关系...
赵定池李静楠林岩銮李毅臧增亮张邦林杨何坤
国内外物理方案及离散度的研究进展
2024年
和降水的形成与分布会直接作用于农作物的生长、农业生产等,离散度是数值预报模式中不可忽略的重要参数,会影响和降水的模拟结果,因此有必要对离散度进行研究。详细说明了物理方案,发现了离散度与物理相关参数的相关关系具有较强的不确定性特点,并探究了离散度与物理过程。
邹沁垚陈立郑凯端杨丽慧
关键词:离散度云微物理过程
祁连山冷锋过程中积层混合物理特征飞机观测研究
2024年
利用高性能空中国王飞机搭载的DMT(Droplet Measurement Technologies)探测系统,分析2020年6月15—16日祁连山地区两次冷锋过程前后积层混合的宏观特征。结果表明:冷锋前CIP(Cloud Imaging Probe)粒子平均浓度在10~1~10~2 L^(-1),PIP(Precipitation Imaging Probe)粒子浓度在10~2 L^(-1);CIP粒子数浓度随高度逐渐上升,降水粒子在7 300 m时浓度达到峰值后下降;平均粒子谱拓宽速率为3.5 mm·km^(-1),随着高度的下降而降低。冷锋前存在对流泡区域,对流泡内粒子浓度均高出对流泡外,粒子谱拓宽速率高出层一倍。冷锋后大CIP粒子粒子浓度为10~2 L^(-1),降水粒子浓度为10~0~10~2 L^(-1),粒子谱拓宽速率为1.5 mm·km^(-1),较冷锋前粒子谱拓宽速率小1.7倍。锋前后粒子均呈现多峰型;锋前积层混合中对流泡内外谱型一致,顶处对流泡内外峰值粒径不同。锋前粒子形状为聚合状、枝状、柱状和不规则状,以聚合状为主;内冰晶以凇附和聚合增长为主;对流泡内外在粒子形态上没有明显差异。锋后粒子形状以不规则粒子为主,粒子增长形式以聚合增长为主,并伴有上层向下层播撒大粒子的现象。
张玉欣韩辉邦韩辉邦郭世钰
关键词:积层混合云云微物理特征
一次干下击暴流的物理过程及移动和传播机制研究
2024年
本文使用风廓线雷达、跑道自动观测及多普勒天气雷达等观测资料,对2020年5月14日半干旱地区兰州的一次弱天气尺度强迫下的干下击暴流(简称“5.14”)过程的发生和演变特征进行了分析;应用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting)对该次过程的形成、移动及辐散出流区上空的水凝物演变特征进行了模拟,探讨了“5.14”过程外流传播的可能机制。结果表明:“5.14”过程的生命期约为30 min,顶高度在9 km以上。在体移向后侧3~6 km高度,同时出现突发性干冷空气急流侵入,体断裂,顶崩塌,动量下传和中低空1~4 km高度辐散出流急流,是下击暴流外流发生的可能原因。雪晶碰撞过冷滴使之冻结合并,形成了下沉及外流区域的中霰粒子均快速增长,模拟的霰粒子混合比在下击暴流暴发时增大了105倍;下沉区霰粒子加速了中冷池的形成,是激发强下沉气流的原因之一。随着体的移动,强下沉气流在地面上产生辐散出流,和相邻的辐散出流间交汇引起气流间的辐合上升运动,在体移动方向前沿的下沉气流两侧形成两个气流上升区;随着干冷入流急流的深入,在体移动方向激发出两个垂直环流,垂直环流由一支内上升气流与一支紧邻的湿下沉气流相伴而成。垂直环流中的湿下沉气流在近地面形成冷池扩散促使了下击暴流的暴发,激发阵风锋。阵风锋向下击暴流辐散中心的外流方向扩散,阵风锋前的暖湿上升气流有利于新生单体合并进原风暴,风暴发展加强,随着阵风锋推进切断了暖湿上升气流导致重冷顶下沉,顶的不断上冲和崩溃形成了下击暴流的外流传播过程。阵风锋前的上升气流输送的雨滴粒子在0°C温度层附近冻结,冻结过程中释放的热量导致外流传播过程中0°C温度层不断升高,中下沉的霰粒子融化层升高,融化后形成的雨滴粒子在下落过
李彦辉张飞民杨凯王澄海
关键词:下击暴流WRF模式云微物理特征

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雷恒池
作品数:165被引量:1,216H指数:21
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:层状云 降水 数值模拟 降水粒子 机载微波辐射计
郭学良
作品数:195被引量:1,851H指数:32
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:数值模拟 降水 数值模拟研究 冰雹 人工影响天气
李培仁
作品数:123被引量:400H指数:12
供职机构:山西省人工降雨防雹办公室
研究主题:人工增雨 层状云 人工影响天气 云凝结核 雨滴谱
封秋娟
作品数:76被引量:201H指数:10
供职机构:南京信息工程大学
研究主题:层状云 人工增雨 雨滴谱 微物理结构 云凝结核
崔晓鹏
作品数:92被引量:732H指数:17
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:数值模拟 台风 暴雨 登陆台风 碧利斯