高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

华北太行山东麓一次稳定性积层混合云飞机观测研究:对流云/对流泡和融化层结构特征

亓鹏 郭学良 卢广献 段英 李宝东 吴志会 董晓波 胡向峰 杨永胜 范浩 王建恒

亓鹏, 郭学良, 卢广献, 段英, 李宝东, 吴志会, 董晓波, 胡向峰, 杨永胜, 范浩, 王建恒. 华北太行山东麓一次稳定性积层混合云飞机观测研究:对流云/对流泡和融化层结构特征[J]. 大气科学, 2019, 43(6): 1365-1384. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18220
引用本文: 亓鹏, 郭学良, 卢广献, 段英, 李宝东, 吴志会, 董晓波, 胡向峰, 杨永胜, 范浩, 王建恒. 华北太行山东麓一次稳定性积层混合云飞机观测研究:对流云/对流泡和融化层结构特征[J]. 大气科学, 2019, 43(6): 1365-1384. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18220
QI Peng, GUO Xueliang, LU Guangxian, DUAN Ying, LI Baodong, WU Zhihui, DONG Xiaobo, HU Xiangfeng, YANG Yongsheng, FAN Hao, WANG Jianheng. Aircraft Measurements of a Stable Stratiform Cloud with Embedded Convection in Eastern Taihang Mountain of North China: Characteristicsof Embedded Convection and Melting Layer Structure[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2019, 43(6): 1365-1384. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18220
Citation: QI Peng, GUO Xueliang, LU Guangxian, DUAN Ying, LI Baodong, WU Zhihui, DONG Xiaobo, HU Xiangfeng, YANG Yongsheng, FAN Hao, WANG Jianheng. Aircraft Measurements of a Stable Stratiform Cloud with Embedded Convection in Eastern Taihang Mountain of North China: Characteristicsof Embedded Convection and Melting Layer Structure[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2019, 43(6): 1365-1384. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18220

华北太行山东麓一次稳定性积层混合云飞机观测研究:对流云/对流泡和融化层结构特征

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18220
基金项目: 河北省“十三五”气象重点工程——云水资源开发利用工程的示范项目“太行山东麓人工增雨防雹作业技术试验”hbrywcsy-2017-01,国家自然科学基金项目41605111,中国气象科学研究院基本科研业务费专项2016Z004

Aircraft Measurements of a Stable Stratiform Cloud with Embedded Convection in Eastern Taihang Mountain of North China: Characteristicsof Embedded Convection and Melting Layer Structure

Funds: The 13th Five-Year Project for Demonstration Experiment of Cloud Water Resources Exploitation;Hebei Province Grant hbrywcsy-2017-01;National Natural Science Foundation of China Grant 41605111;Basics Research Fund of the Chinese Academy of Meteorological Sciences Grant 2016Z004The 13th Five-Year Project for Demonstration Experiment of Cloud Water Resources Exploitation, Precipitation Enhancement and Hail Suppression in Eastern Taihang Mountain, Hebei Province (Grant hbrywcsy-2017-01), National Natural Science Foundation of China (Grant 41605111), Basics Research Fund of the Chinese Academy of Meteorological Sciences (Grant 2016Z004)
  • 摘要: 对云中微物理过程的研究是研究云降水形成过程和人工影响降水的重要基础,目前对积层混合云的对流区/对流泡中的微物理结构了解甚少。本文利用河北省“十三五”气象重点工程——云水资源开发利用工程的示范项目(2017~2019年)“太行山东麓人工增雨防雹作业技术试验”飞机和地面雷达观测数据,重点分析研究了2017年5月22日一次典型稳定性积层混合云对流泡和融化层的结构特征。研究结果表明,此次积层混合云高层存在高浓度大冰粒子,冰粒子下落过程中的增长在不同区域存在明显差异,在含有高过冷水含量的对流泡中,冰粒子增长主要是聚并和凇附增长,而在过冷水含量较低的云区以聚并增长为主。由于聚并增长形成的大冰粒子密度低,下落速度小,穿过0℃层时间更长,出现大量半融化的冰粒子,使融化现象更为明显。镶嵌在层状云中的对流泡一般处于0℃~-10℃(高度4~6 km)层之间,垂直和水平尺度约2 km,最大上升气流速度可达5 m s-1。对流泡内平均液态水含量是周围云区的2倍左右,小云粒子平均浓度比周围云区高一个量级,大粒子(直径800 μm以上)的浓度也更高。在具有较高过冷水含量的对流泡中降水形成符合“播撒—供给”机制,但在过冷水含量较低的区域并不符合这一机制。
  • [1] Bailey M P, Hallett J. 2009. A comprehensive habit diagram for atmospheric ice crystals: Confirmation from the laboratory, AIRS II, and other field studies [J]. J. Atmos. Sci., 66: 2888-2899. doi: 10.1175/2009JAS2883.1
    [2] Beswick K M, Gallagher M W, Webb A R, et al. 2008. Application of the aventech AIMMS20AQ airborne probe for turbulence measurements during the convective storm initiation project [J]. Atmos. Chem. Phys., 8: 5449-5463. doi: 10.5194/acp-8-5449-2008
    [3] 范烨, 郭学良, 张佃国, 等. 2010. 北京及周边地区2004年8、9月层积云结构及谱分析飞机探测研究 [J]. 大气科学, 34: 1187-1200.
    [4] Guo X L, Fu D H, Li X Y, et al. 2015. Advances in cloud physics and weather modification in China [J]. Adv. Atmos. Sci., 32: 230-249. doi: 10.1007/s00376-014-0006-9
    [5] Herzegh P H, Hobbs P V. 1980. The mesoscale and microscale structure and organization of clouds and precipitation in midlatitude cyclones. II: Warm-frontal clouds [J]. J. Atmos. Sci., 37: 597-611. doi: 10.1175/1520-0469(1980)037<0597:TMAMSA>2.0.CO;2
    [6] Hobbs P V, Locatelli J D. 1978. Rainbands, precipitation cores and generating cells in a cyclonic storm [J]. J. Atmos. Sci., 35: 230-241. doi: 10.1175/1520-0469(1978)035<0230:RPCAGC>2.0.CO;2
    [7] Hobbs P V, Rangno A L. 1990. Rapid development of high ice particle concentrations in small polar maritime cumuliform clouds [J]. J. Atmos. Sci., 47: 2710-2722. doi: 10.1175/1520-0469(1990)047<2710:RDOHIP>2.0.CO;2
    [8] Hobbs P V, Matejka T J, Herzegh P H, et al. 1980. The mesoscale and microscale structure and organization of clouds and precipitation in midlatitude cyclones. I: A case study of a cold front [J]. J. Atmos. Sci., 37: 568-596. doi: 10.1175/1520-0469(1980)037<0568:TMAMSA>2.0.CO;2
    [9] 洪延超. 1996. 积层混合云数值模拟研究(II)——云相互作用及暴雨产生机制 [J]. 气象学报, 54: 661-674.
    [10] 洪延超, 黄美元, 王首平. 1984. 梅雨云系中亮带不均匀性的理论探讨 [J]. 大气科学, 8: 197-204.
    [11] 洪延超, 黄美元, 吴玉霞. 1987. 梅雨锋云系中尺度系统回波结构及其与暴雨的关系 [J]. 气象学报, 45: 56-64.
    [12] Hou T J, Lei H C, Hu Z X. 2010. A comparative study of the microstructure and precipitation mechanisms for two stratiform clouds in China [J]. Atmos. Res., 96: 447-460. doi: 10.1016/j.atmosres.2010.02.004
    [13] Houze R AJr, Rutledge S A, Matejka T J, et al. 1981. The mesoscale and microscale structure and organization of clouds and precipitation in midlatitude cyclones. III: Air motions and precipitation growth in a warm-frontal rainband [J]. J. Atmos. Sci., 38: 639-649. doi: 10.1175/1520-0469(1981)038<0639:TMAMSA>2.0.CO;2
    [14] 黄美元, 洪延超. 1984. 在梅雨锋云系内层状云回波结构及其降水的不均匀性 [J]. 气象学报, 42: 81-87.
    [15] 黄美元, 洪延超, 徐华英, 等. 1987. 层状云对积云发展和降水的影响——一种云与云之间影响的数值模拟 [J]. 气象学报, 45: 72-77.
    [16] Marshall J S. 1953. Precipitation trajectories and patterns [J]. J. Meteor., 10: 25-29. doi: 10.1175/1520-0469(1953)010<0025:PTAP>2.0.CO;2
    [17] Muhlbauer A, Kalesse H, Kollias P. 2014. Vertical velocities and turbulence in midlatitude anvil cirrus: A comparison between in situ aircraft measurements and ground-based Doppler cloud radar retrievals [J]. Geophys. Res. Lett., 41: 7814-7821. doi: 10.1002/2014GL062279
    [18] Rutledge S A, Hobbs P. 1983. The mesoscale and microscale structure and organization of clouds and precipitation in midlatitude cyclones. VIII: A model for the “seeder-feeder” process in warm-frontal rainbands [J]. J. Atmos. Sci., 40: 1185-1206. doi: 10.1175/1520-0469(1983)040<1185:TMAMSA>2.0.CO;2
    [19] Stith J L, Dye J E, Bansemer A, et al. 2002. Microphysical observations of tropical clouds [J]. J. Appl. Meteor., 41: 97-117. doi: 10.1175/1520-0450(2002)041<0097:MOOTC>2.0.CO;2
    [20] 孙可富, 游来光. 1965. 1963年4~6月吉林地区降水性层状冷云中的冰晶与雪晶 [J]. 气象学报, 37(3): 265-272。
    [21] 游来光, 王守荣, 王鼎丰, 等. 1989. 新疆冬季降雪微结构及其增长过程的初步研究 [J]. 气象学报, 47: 73-81.
    [22] 张佃国, 郭学良, 付丹红, 等. 2007. 2003年8~9月北京及周边地区云系微物理飞机探测研究 [J]. 大气科学, 31: 597-610.
    [23] 朱士超, 郭学良. 2014. 华北积层混合云中冰晶形状、分布与增长过程的飞机探测研究 [J]. 气象学报, 72: 366-389.
    [24] Zhu S C, Guo X L, Lu G X, et al. 2015. Ice crystal habits and growth processes in stratiform clouds with embedded convection examined through aircraft observation in northern China [J]. J. Atmos. Sci., 72: 2011-2032. doi: 10.1175/JAS-D-14-0194.1
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  541
  • HTML全文浏览量:  8
  • PDF下载量:  475
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-30

目录

    /

    返回文章
    返回