基于70 m^(3)膨胀云室的暖云滴谱试验研究

作     者：李睿劼 黄梦宇 丁德平 田平 毕凯 杨帅 姚展予 Li Ruijie;Huang Mengyu;Ding Deping;Tian Ping;Bi Kai;Yang Shuai;Yao Zhanyu

作者机构：北京市人工影响天气中心北京100089 中国气象局华北云降水野外科学试验基地北京101200 云降水物理研究和云水资源开发北京市重点实验室北京100089 中国气象局人工影响天气中心北京100081 

出 版 物：《应用气象学报》 (Journal of Applied Meteorological Science)

年 卷 期：2023年第34卷第5期

页      面：540-551页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(41975180) 北京市科技计划课题(Z221100005222016) 

主　　题：云室 绝热膨胀 气溶胶 云滴谱 

摘      要：为开展云降水微物理过程机理和机制室内试验研究,设计建造北京气溶胶与云相互作用云室(Beijing aerosol and cloud interaction chamber,BACIC),搭建完整的气溶胶、云滴谱及常规气象要素测量系统,并于2019—2021年开展暖云试验。结果表明:BACIC能够模拟大气绝热膨胀成云过程,结果符合云微物理基本原理,云雾环境维持时间为5~10 min,达到开展相关科学问题研究的基本要求。利用环境气溶胶开展膨胀试验,测量显示气溶胶数浓度为10000 cm^(-3)和2500 cm^(-3)环境下,成云云滴数浓度分别为2500 cm^(-3)和200~400 cm^(-3),云滴平均直径分别为8μm和15~25μm;上升速度为14.3 m·s^(-1)和2.09 m·s^(-1)时,气溶胶成云活化率分别为42%和17%;气溶胶成云活化率的敏感区域位于气溶胶数浓度小于5000 cm^(-3)的区域;可定量化分析上升速度、气溶胶数浓度与云滴谱特征的相关关系。不同吸湿特性材料的暖云膨胀试验显示:污染背景下开展亚微米级别吸湿性催化剂播撒会导致云滴谱变窄,表明人工消减暖云或雾应采用大粒径催化剂。