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基于火箭和高炮真实催化轨迹的一次对流云消减雨的数值模拟
被引量：
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作者
刘卫国
史月琴
+2 位作者
党娟
陶玥
周毓荃
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第2期430-452,共23页
效果评估仍是人工影响天气研究面临的困难问题,数值模式在催化效果的评估方面有望发挥更大作用,建立能够模拟真实催化过程的数值模式是一条可行的途径。本文对一套三维中尺度催化模式进行了改进,采用了新的碘化银核化计算方案,在模式中...
效果评估仍是人工影响天气研究面临的困难问题,数值模式在催化效果的评估方面有望发挥更大作用,建立能够模拟真实催化过程的数值模式是一条可行的途径。本文对一套三维中尺度催化模式进行了改进,采用了新的碘化银核化计算方案,在模式中增加了人工冰晶预报量及相关微物理过程,并实现了对地面火箭和高炮作业方式的仿真模拟。使用改进后的模式,采用500 m的水平分辨率,模拟了2019年9月1日华北地区一次对流云系的人工消减雨作业过程,对催化作业的消减雨效果进行了数值评估,并对碘化银在对流云中的核化特征及其催化作用机制进行了分析。结果表明:(1)催化作业对目标云系的雷达回波强度产生了一些影响,催化导致较多降水粒子滞留在高空,使得云体上部的回波强度略有增加,云体中下部的回波强度减弱,但催化作业并未改变目标云系雷达回波的自然演变趋势。(2)催化作业达到了一定的消减雨效果,作业区下游出现大面积减雨区,降水总量减少,降水强度减弱,局地最大减雨量为0.27 mm,主要影响区的平均减雨率为5.1%。(3)碘化银催化剂主要的核化方式为凝结冻结核化,其次为接触冻结核化。(4)催化作业造成了过量播撒,人工冰晶的成长占据竞争优势,它抑制了过冷层中其他水成物的自然增长过程,人工冰晶的凝华增长是导致云中水汽和云水消耗量增加的主要原因,凝华潜热的释放最终也引起云中垂直气流发生变化。(5)冷云降水是此次降水的主要物理机制,受催化的影响,暖层中霰融化过程的减弱导致雨滴总质量减少,这是降水减弱的主要原因,落入暖层下部的雨滴数量减少则是降水减弱的另一原因。
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关键词
中尺度催化模式
对流云消减雨
碘化银核化
人工冰晶
效果评估
催化作业仿真
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职称材料
题名
基于火箭和高炮真实催化轨迹的一次对流云消减雨的数值模拟
被引量：
3
1
作者
刘卫国
史月琴
党娟
陶玥
周毓荃
机构
中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室
中国气象局人工影响天气中心
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第2期430-452,共23页
基金
国家重点研发计划项目2018YFC1507901,2016YFA0601701
中国气象局重点创新团队支持项目CMA2022ZD10
国家自然科学基金项目41075099。
文摘
效果评估仍是人工影响天气研究面临的困难问题,数值模式在催化效果的评估方面有望发挥更大作用,建立能够模拟真实催化过程的数值模式是一条可行的途径。本文对一套三维中尺度催化模式进行了改进,采用了新的碘化银核化计算方案,在模式中增加了人工冰晶预报量及相关微物理过程,并实现了对地面火箭和高炮作业方式的仿真模拟。使用改进后的模式,采用500 m的水平分辨率,模拟了2019年9月1日华北地区一次对流云系的人工消减雨作业过程,对催化作业的消减雨效果进行了数值评估,并对碘化银在对流云中的核化特征及其催化作用机制进行了分析。结果表明:(1)催化作业对目标云系的雷达回波强度产生了一些影响,催化导致较多降水粒子滞留在高空,使得云体上部的回波强度略有增加,云体中下部的回波强度减弱,但催化作业并未改变目标云系雷达回波的自然演变趋势。(2)催化作业达到了一定的消减雨效果,作业区下游出现大面积减雨区,降水总量减少,降水强度减弱,局地最大减雨量为0.27 mm,主要影响区的平均减雨率为5.1%。(3)碘化银催化剂主要的核化方式为凝结冻结核化,其次为接触冻结核化。(4)催化作业造成了过量播撒,人工冰晶的成长占据竞争优势,它抑制了过冷层中其他水成物的自然增长过程,人工冰晶的凝华增长是导致云中水汽和云水消耗量增加的主要原因,凝华潜热的释放最终也引起云中垂直气流发生变化。(5)冷云降水是此次降水的主要物理机制,受催化的影响,暖层中霰融化过程的减弱导致雨滴总质量减少,这是降水减弱的主要原因,落入暖层下部的雨滴数量减少则是降水减弱的另一原因。
关键词
中尺度催化模式
对流云消减雨
碘化银核化
人工冰晶
效果评估
催化作业仿真
Keywords
Mesoscale seeding model
Convective cloud rainfall reduction
AgI nucleation/Artificial ice crystal
Effect evaluation
Seeding mode simulation
分类号
P481 [天文地球—大气科学及气象学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于火箭和高炮真实催化轨迹的一次对流云消减雨的数值模拟
刘卫国
史月琴
党娟
陶玥
周毓荃
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023
3
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