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基于飞机真实轨迹的一次层状云催化的增雨效果及其作用机制的模拟研究
被引量：
14
1
作者
刘卫国
陶玥
+3 位作者
周毓荃
党娟
谭超
高扬
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期340-358,共19页
层状云降水效率通常较低,但却具有较高的云水资源开发潜力,是人工增雨作业的重要对象。随着中国南方地区生态改善、水库增蓄、抗旱等社会需求的增加,针对这些地区降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。使用三维中尺度冷云催化模式,对201...
层状云降水效率通常较低,但却具有较高的云水资源开发潜力,是人工增雨作业的重要对象。随着中国南方地区生态改善、水库增蓄、抗旱等社会需求的增加,针对这些地区降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。使用三维中尺度冷云催化模式,对2018年10月21日湖北省一次层状云飞机人工增雨作业过程进行了数值模拟研究,并将模拟结果与卫星、降水和机载云物理观测数据进行了对比。模式合理地模拟出了云和降水的主要宏、微观特征,观测和模拟结果均显示作业云区具有较好的冷云催化条件,在此基础上,按照实际作业中的飞机播撒轨迹,完整地模拟了此次催化作业过程。对数值模拟结果的分析表明:凝结冻结核化和凝华核化是碘化银催化剂的主要核化方式;90%以上碘化银粒子的局地活化比为0.01%—2%,平均活化比为0.07%—0.27%;云系降水是由冷云降水和暖云降水两种机制共同作用的结果,催化作业使两种降水机制均有增强,增雨效果明显;催化后4 h,整个评估区内的累计净增雨量为2.12×10^(8) kg,局地增雨率为−51.1%—306.7%,区域平均增雨率为8.1%;催化作业也使部分地区出现减雨,主要是由于催化过程中的潜热释放引起过冷层动力场扰动,一部分云区的上升气流减弱,从而导致降水粒子的成长减弱,地面出现减雨;在过冷云区,碘化银核化使冰晶浓度升高,导致冰晶-雪、雪-霰的转化过程增强,雪、霰粒子总量增加,更多的雪、霰粒子从冷区落入暖区,在暖区上层产生更多的大雨滴,从而使暖区的云雨粒子碰并过程增强,最终地面降水增加,这是此次催化作业导致增雨的主要微物理链条。
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关键词
层状云
人工增雨效果
中尺度催化模式
飞机轨迹模拟
碘化银核化
微物理链条
动力效果
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职称材料
题名
基于飞机真实轨迹的一次层状云催化的增雨效果及其作用机制的模拟研究
被引量：
14
1
作者
刘卫国
陶玥
周毓荃
党娟
谭超
高扬
机构
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
中国气象局云雾物理环境重点开放实验室
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期340-358,共19页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFA0601701、2018YFC1507901)
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201206025)
国家自然科学基金项目(41075099)。
文摘
层状云降水效率通常较低,但却具有较高的云水资源开发潜力,是人工增雨作业的重要对象。随着中国南方地区生态改善、水库增蓄、抗旱等社会需求的增加,针对这些地区降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。使用三维中尺度冷云催化模式,对2018年10月21日湖北省一次层状云飞机人工增雨作业过程进行了数值模拟研究,并将模拟结果与卫星、降水和机载云物理观测数据进行了对比。模式合理地模拟出了云和降水的主要宏、微观特征,观测和模拟结果均显示作业云区具有较好的冷云催化条件,在此基础上,按照实际作业中的飞机播撒轨迹,完整地模拟了此次催化作业过程。对数值模拟结果的分析表明:凝结冻结核化和凝华核化是碘化银催化剂的主要核化方式;90%以上碘化银粒子的局地活化比为0.01%—2%,平均活化比为0.07%—0.27%;云系降水是由冷云降水和暖云降水两种机制共同作用的结果,催化作业使两种降水机制均有增强,增雨效果明显;催化后4 h,整个评估区内的累计净增雨量为2.12×10^(8) kg,局地增雨率为−51.1%—306.7%,区域平均增雨率为8.1%;催化作业也使部分地区出现减雨,主要是由于催化过程中的潜热释放引起过冷层动力场扰动,一部分云区的上升气流减弱,从而导致降水粒子的成长减弱,地面出现减雨;在过冷云区,碘化银核化使冰晶浓度升高,导致冰晶-雪、雪-霰的转化过程增强,雪、霰粒子总量增加,更多的雪、霰粒子从冷区落入暖区,在暖区上层产生更多的大雨滴,从而使暖区的云雨粒子碰并过程增强,最终地面降水增加,这是此次催化作业导致增雨的主要微物理链条。
关键词
层状云
人工增雨效果
中尺度催化模式
飞机轨迹模拟
碘化银核化
微物理链条
动力效果
Keywords
Stratiform cloud
Rainfall enhancement effect
Mesoscale seeding model
Aircraft track simulation
AgI nucleation
Microphysical chain
Dynamic effect
分类号
P481 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于飞机真实轨迹的一次层状云催化的增雨效果及其作用机制的模拟研究
刘卫国
陶玥
周毓荃
党娟
谭超
高扬
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
14
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