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河南省秋冬季层状云降水特征及物理机制的研究

河南省秋冬季层状云降水特征及物理机制的研究

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作者：石爱丽中国气象科学研究院

学位级别：硕士

本文采用实际观测资料的分析与数值模式模拟相结合、天气学方法和云物理学研究相结合、中尺度模式和云数值模式相结合等方法，对2002年10月17—19日和12月20—22日在河南省境内出现的大范围层状云降雨(雪)系统的演变、云系宏观和微观特... 详细信息

本文采用实际观测资料的分析与数值模式模拟相结合、天气学方法和云物理学研究相结合、中尺度模式和云数值模式相结合等方法，对2002年10月17—19日和12月20—22日在河南省境内出现的大范围层状云降雨(雪)系统的演变、云系宏观和微观特征以及锋面云系不同部位的降水机制，进行了比较详细的研究，并获得了许多有意义的结果。河南省秋季层状云降水雨滴、雨强和含水量小，雨滴数密度也不大。水汽饱和场及冰水转化区主要位于500—400hPa之间。位势不稳定能量区主要位于锋前和锋区500-700hPa之间。云系具有非均匀性结构特征，云系存在明显的分层结构，高层冰晶浓度为每升几个，中层是冰-水混合层，低层为液水层，“播种-供给”云体系明显。“播种云”的高度一般在200hPa—500hPa，-10℃到-40℃之间的高层云，“供给云”分布在零度层附近-10℃到5℃，500hPa—900hPa之间。对锋面云系不同部位的模拟研究表明，锋前降水主要以暖云和冷云过程为主，云内存在明显的“播种-供给”机制;锋区和锋后以冷云过程为主，暖云过程作用很小。冬季层状云降雪是比较稳定的尺度很大的降雪过程，雪融滴谱特征值在整个降雪过程中的变化比秋季层状云降水要小。云中以雪和冰晶为主，有过冷水存在，高层冰晶浓度一般为每升几个到十几个，比秋季层状云多，云系存在分层结构以及“播种-供给”降水机制。“播种云”的高度一般为300hPa—500hPa，-20℃到-40℃之间的高层云，云系中冰晶和雪的含水量和浓度都很大;“供给云”分布在0℃和-10℃、600hPa—900hPa之间。云数值模拟研究表明，锋前和锋区有一定的云水含量，冰晶和雪较多，“播种—供给”降水机制不明显。锋后只有冰相粒子的存在，冰晶的产生完全是由自身的凝华增长造成的，雪主要来源于自身的凝华增长，雪碰并冰晶增长和高层冰晶的碰并转化也是雪得以增长的两个原因，锋后云系不存在“播种—供给”降水机制。

关键词： stratiform cloud, microphysical characteristics, precipitation mechanism

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