云中液态水含量在人工影响天气中的应用

在人工降雨中,云中液态水含量对人工影响天气有十分重要的意义。针对云中液态水含量存在的重要意义,对探测云中液态水含量探测技术的优点与缺点进行相应的分析和比较,并提出云中液态水在人工影响天气中的应用情况。     

一次农业抗旱飞机人工增雨探测个例分析

人工增雨是一项复杂的人工干预局部大气过程的科学实践,本文基于卫星、雷达、探空、飞机云雨微物理观测及地基观测等资料,对2005年6月21日一次农业抗旱飞机人工增雨个例进行分析。结果表明:此次是以低压天气系统为背景的雨层云(Ns)降水过程,云中液态水和过冷水含量具备增雨基本条件;地面至高空,系统稳定少动、降雨持续性强,云中可降水粒子浓度0℃层以上分布趋势为先增后减,但总体大于0℃层以下浓度;云层下湿上干、温度露点差随高度增加、云中存在较强上升气流,利于云体发展,具备一定的增雨潜力。     

沈阳市降水天气过程中水汽含量特征及降水效率分析

[目的]指导强降水天气的预警和人工增雨工作。[方法]在沈阳雨季的7—8月份,利用地基双通道微波辐射计、激光粒子探测仪、翻斗式自动雨量计的同步观测结果,分析降水云中水汽含量的变化特征及降水效率。[结果]经翻斗式雨量计验证确认,激光粒子探测仪反演的以1分钟为时间间隔的雨强资料是可信的情况下,雨强同液态水累积含量及汽态水累积含量之间存在相关关系;提出了计算降水效率的方法,分析了雨强同降水效率的关系。[结论]水汽含量特征及降水效率的分析,对强降水天气的预警和人工增雨工作将有一定的指导意义。     

沈阳7～8月份降水天气过程中的水汽含量特征分析

根据2007年7～8月地基双通道微波辐射计、激光粒子探测仪和翻斗式自动雨量计的同步观测资料,采用对比分析和统计分析方法,建立了降水观测时段汽态水含量与液态水含量、汽态水含量与雨强、液态水含量与雨强的相关分析方程,且方程均通过了显著性检验:同时,验证了翻斗式雨量计每分钟观测数值与激光粒子探测仪反演的每分钟降水量有较好的一致性.提出了整层大气汽态水含量大于69mm和降水强度大于1mm·h-1时或液态水含量大于0.6mm和降水强度大于1mm·h-1时,云系具有人工增雨潜力,可用于指导人工增雨作业或降水天气预警.     

一次层状云人工增雨催化条件分析

利用2005年3月21日河南层状云降水过程中飞机观测的云微物理资料及多普勒雷达、加密探空等资料,分析了飞机人工增雨作业云的宏微观物理量特征和人工增雨催化条件。结果表明,云顶高度在7.6km左右,云顶温度为-24.7℃,回波负温层厚度为6.1km。地面出现明显降雨时高空存在有较深厚的饱和层或准饱和层,且云中存在e-Ei〉0的有利于冰晶增长的＂冰水转化区＂。在有利于人工增雨的＂可播区＂,FSSP-100探头观测的大于2μm的粒子总浓度为21.1～145.0个/cm3,平均值为77.0个/cm3,过冷液态水含量为0.0075～0.1020g/m3。2D-C探头所观测的大云粒子浓度值取值范围为0.374～19.500个/L,平均值为7.170个/L。云中＂可播区＂呈不连续分布。     

河南一次层状云宏微观物理特征分析

利用2007年3月23日PMS机载云粒子测量系统所观测的河南层状云微物理资料,结合雷达、卫星、探空等资料,分析了云宏微观物理结构特征。结果表明,在云的暖层,FSSP-100测量的小云滴平均直径多在5～12μm,平均7.33μm;小云滴最大直径变化在14～47μm,平均27.80μm;小云滴总数浓度取值范围为47.73～352.00个/cm3,平均160个/cm3。在云的冷层,FSSP-100测量的小云粒子（包括云滴、冰晶）最大直径平均24.8μm;小云粒子总数浓度取值范围为0.899～641.000个/cm3,平均297个/cm3。机载King热线液态含水量仪观测云中存在过冷液态水,过冷云水含量变化在0.02～0.20 g/m3,平均0.093 g/m3。最大值0.202 g/m3,出现在4 368 m（温度-8.5℃）高度。云中粒子谱型主要为负指数型和单峰型。     

科学掌握水汽资源数据 挖掘人工增雨潜力——以朝阳地区水汽资源及人工增雨潜力为例

通过对卫星探测的水汽通道亮温资料研究,分析青藏高原水汽源地和通道,认为水汽集中到达的地区正是朝阳地区。当朝阳地区出现较强降水时,液态水汽占大气水汽总含量的3%左右。由此数据可以说明,汽态水通过凝结等物理过程转变为液态水的比例只有总水汽含量的4%左右。朝阳地区则具有人工增雨潜力。     

施用二氧化碳液态肥对青菜生长和品质的影响

将二氧化碳液态水(在沼气提纯中将CO2经高压水连续微混合乳化脱碳后形成的CO2乳液,由南京工业大学研制)应用于植株生长,考察其作为二氧化碳液态肥对植株生长状况的影响.为明确CO2液态肥对植株的影响,以青菜为试验对象进行为期61 d的种植试验,研究二氧化碳液态水碳释放规律,分别测定了成熟植株维生素C、蛋白质、硝酸盐、叶绿素含量以及叶片中氮、磷、钾等养分含量.试验结果表明,二氧化碳液态水的碳释放期为11 d;碳释放主要集中在试验前5 d,此时溶液中总碳含量会由128.80 mg/L降至37.61 mg/L,在11 d时碳含量降至20.44 mg/L且在之后含量维持稳定,此时溶液中的碳含量与自来水中的碳含量相当.在种植试验中,施用CO2液态肥后的植株鲜质量明显增加,而对叶绿素含量则无明显变化,而且试验组中除全氮含量下降以外,其余营养物质含量(如蛋白质、全磷、硝酸盐、维生素C含量)均明显增加,表明施用CO2液态肥能有效提高青菜体内营养物质的含量,对青菜的生长起到积极的影响,这为沼气分离出的CO2提供了新的利用途径.     

新疆天山北坡中部强对流天气预警模型及其应用

利用Doppler雷达资料、结合常规观测资料、T213 FY-2C产品以及地面自动站等多种新型资料对石河子垦区2006年7～10月至2007年4～10月期间发生的34场对流天气过程的形成机理进行了全面的研究和综合分析,并着重分析了石河子垦区发生强对流天气的Doppler雷达回波特征,结果表明：石河子垦区强对流天气发生在有利的大尺度、次天气尺度背景和对流性不稳定层结条件下,中高层干冷、低层暖湿,近低层至地面有中尺度辐合切变线和冷锋配合,并有中β、中γ云团不断生成发展、合并。雷达回波强度、回波顶高度的迅速增加、垂直累积液态水含量的跃增和面积的扩大,速度对（中气旋）、“逆风区”、辐合带以及辐合区的出现等都对天山北坡带中部石河子垦区强对流天气的发生具有预警指示意义。春（秋）季当回波强度≥35dBz、35dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥30kg／m^2将有强降水发生;当回波强度≥45dBz、45dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥35kg／m^2将有冰雹发生。夏季当回波强度≥40dBz、40dBz的回波顸高≥6km、垂直累积液态水含量≥40kg／m^2将有强降水发生;夏季当回波强度≥55dBz、55dBz的回波顶高≥6km、垂直累积液态水含量≥50kg／秆将有冰雹发生。尤其是低层辐合型速度对出现、对应高层辐散型速度对时或“逆风区”的出现,将预示有强对流天气出现。高反射率因子和垂直累积液态水含量大值区的重合区是对流云强度最强的地方,与强对流天气落区相对应;其高值区的强度和范围与强降水的强度和范围成正比。并总结归纳出短时强对流天气的预警指标,建立了一套定性和定量相结合的石河子垦区强对流天气预警模型。石河子气象台应用该强对流天气预警模型,成功发布了2007年4～8月及2008年4～8月中出现的雷雨大风、冰?     

微型雨雷达产品在几次不同量级降水过程中的表现特征

利用MRR-2微型雨雷达设备及相关软件对降水系统进行跟踪连续观测,分析微型雨雷达主要的4项指标:降水效率(Rain rate,mm/h)、雷达反射率(Radar reflectivity,d BZ)、液态水含量(Liquid water content,g/m3)及下降速率(Fall velocity,m/s),经研究得出以下结论:(1)小雨过程中,由于中高层湿度条件很差,降水率、雷达反射率、液态水含量、下降速率均分布在2400m以下,且峰值均较小,低于中雨、大雨及暴雨过程,仅在小时降水量超过0.2mm的时段才表现出一定的显著特征;(2)由于整层湿度条件较好,中雨、大雨及暴雨3次过程的降水率均表现出垂直分段分布的特征,且降水率高值区整层均有分布;(3)中雨、大雨及暴雨3次过程雷达反射率发展得均较高,达到了4800m左右,但高值区发展的高度并不相同,并且三者的峰值大小也有一定的区别,在降水量较大的时段,三者的峰值主要分布在低层;(4)中雨、大雨及暴雨3次过程的液态水含量与降水效率产品表现出类似的特征,同样呈现出了垂直分段分布的特点;(5)不同降水类型的下降速率和液态水含量各自表现出不同的特征。     

云雷达回波强度的衰减订正与统计分析

介绍了HMB-KST固态毫米波云雷达的参数和性能,采用改进的逐库订正法对HMB-KST固态毫米波云雷达探测到的回波强度进行衰减订正。结果表明,衰减订正前后的差值范围为0～10 dBZ,与已有的研究成果相符。     

沈阳夏季降水效率分析

[目的]分析沈阳夏季的降水效率。[方法]采用胡志晋先生提出的估算云水资源的方法,利用＂QFW-1型双通道微波辐射计＂观测的垂直累积液态水含量与＂粒子激光探测仪＂（Parsivel）反演的1 m in时间间隔的雨强资料,对沈阳地区2007年7-8月的降水效率进行了分析。[结果]当雨强I〈7.5 mm/h时,降水效率E平稳,为3.2%-2.7%,平均3.0%;当雨强I≥7.5 mm/h时,降水效率E随雨强I的增加呈线性增加。雨强越大,空中剩余的液态水含量越多,人工增雨潜力越大。[结论]该研究为分析空中云水资源和人工增雨潜力提供指导作用。     

Natural Versus Anthropogenic Factors Affecting Low-Level Cloud Albedo over the North Atlantic

Cloud albedo plays a key role in regulating Earth's climate. Cloud albedo depends on column-integrated liquid water content and the density of cloud condensation nuclei, which consists primarily of submicrometer-sized aerosol sulfate particles. A comparison of two independent satellite data sets suggests that, although anthropogenic sulfate emissions may enhance cloud albedo immediately adjacent to the east coast of the United States, over the central North Atlantic Ocean the variability in albedo can be largely accounted for by natural marine and atmospheric processes that probably have remained relatively constant since the beginning of the industrial revolution.     

鄂尔多斯市一次防雹过程物理效果检验

鄂尔多斯市人工防雹作业期主要在每年6—9月,主要作业区域在鄂尔多斯市北部沿黄河一带和南部乌审旗。对防雹作业效果一直难以有效客观评判。本文采用物理效果检验法对2016年7月3日乌审旗防雹作业过程进行效果检验。选取雷达回波参数中的回波强度、回波顶高、强回波高度、垂直累计液态含水量和强回波面积5个雷达回波参数,对比作业前、后雷达回波参数的变化,结合防雹作业点的用弹量和作业时机综合分析防雹作业效果。结果表明,作业后的雷达回波强度下降了8%,强回波高度下降了22%,垂直累计液态水含量下降了35%,有效抑制了冰雹云的发展。但之后的2次作业用弹量偏少,效果不明显,冰雹云有所增强。     

Water content in convective storm clouds

The condensed water content of convective storms was measured by the use of a penetrating aircraft. Regions 1 to 2 kilometers in extent and having condensed water contents of about 20 grams per cubic meter were found to be definite features of the cloud interior.     

水在搅拌状态下磁化致其物理性质变化的研究

对3种不同的水在搅拌状态下磁化,结果表明:水的表面张力系数和粘度随磁感应强度和磁化时间均呈现多极值增减变化关系。原因是水分子在磁场作用下获得能量的同时,电子云的空间分布及其磁矩的取向均发生变化,磁感应强度和磁化时间取不同的值可以满足水中氢键形成和断裂的条件,从而导致水的物理性质变化。分析实验结果,得出了减小水的表面张力和粘度的最佳磁化条件。     

主被动联合遥感云雨分布的研究进展

简要介绍了雷达和微波辐射计测量云雨分布的发展过程、测量原理和优缺点,进而介绍了主被动联合遥感方法的测量原理和主要优势;然后,对联合方法的误差来源进行了全面的讨论,如实时背景的选择、背景无雨辐射亮温的选取、雷达波雨（云）区衰减均会对反演结果造成较大影响;最后,说明了联合方法应用于实际观测时的一些局限性和可能的改进办法。结果表明,联合方法无论是从理论上还是从技术上都是可行的,且有较高的测量精度,在定量测量云雨分布中可发挥巨大作用,具有很大的发展潜力,这对洪涝灾害预警和水库合理蓄放等与农业发展息息相关的重大国民经济问题意义重大。     

河套一次低涡强冰雹的新一代天气雷达回波研究

通过对2007年7月24日河套南部庆城县强冰雹过程的大气环流背景和西峰新一代天气雷达回波资料分析,探讨此次低涡强冰雹的新一代雷达回波特征。结果表明,河套低涡在铅直剖面上对应有深厚的正涡度场分布;提出河套低涡影响下大冰雹的新一代天气雷达监测预警指标模型：降雹前强度R≥57 dBz且随高度有＂跃增＂特征,径向速度V回波的中气旋M和≥±20 m/s的速度中心在2~11 km高度上活跃,云顶高度ET＂跃升＂显著,垂直液态水含量VIL≥45 kg/m2大值中心面积迅速扩大,对有效实施人影防雹增雨作业,具有一定的指导意义。     

机载探测仪在辽宁人工增雨中的应用

依据实时探测的温度、露点温度、液态水含量等要素及计算“冰水转化”区,从而判断增雨作业区域,确定催化时机、部位和催化剂种类。结果表明,当“冰水转化”区大于零且液态水含量大于等于0．5g／m3时,条件①温度小于等于-8℃且大于等于-24℃时,开始播撒碘化银烟条;条件②温度小于0℃且大于-8℃时,开始播撒液体二氧化碳试剂。机上探测设备的应用,较好地提高了增雨作业的科学性,解决了机上催化剂选择、播撒区域、时机确定等问题。同时,利用雷达探测资料,对催化区和非催化区、催化前和催化后的雷达最大反射率进行了对比,分析得出催化区雷达最大反射率强度明显增强,因而从物理检验的角度证明了人工增雨机上催化剂播撒决策系统指挥有效。