一次积层混合云的形成过程和微物理观测

利用2009年5月8日多普勒雷达资料和飞机穿云观测资料,综合分析了西风槽影响下山西省一次积层混合云的形成过程和微物理结构。结果表明,此次飞机探测到的积层混合云是由对流单体多次并合形成的带状对流云团减弱后形成的,云中嵌有明显的对流泡,最大强度为45～50dBZ,最大垂直尺度在6km左右。CDP(cloud droplet probe,前向散射粒子谱探头)、CIP(cloud ima-ging probe,二维灰度云粒子探头)、PIP(precipitation imaging probe,二维灰度降水粒子探头)测量的平均数浓度变化范围分别是132.4～220.2cm^-3、1.54×10^-1～6.28×100cm^-3、9.09×10^-4～7.34×10^-3cm^-3。二维图像表明,冷层中的固态粒子主要是形状不规则的霰粒子,说明过冷水供应充足;在-7℃左右观测到柱状聚合体和凇附程度不同的冰雪晶粒子,表明柱状冰晶通过凝华形成后,碰并和凇附是其增长为霰粒子的重要机制。不同高度的CDP平均谱(2～50μm)存在一定的差异,因低层水汽凝结作用较强,2～18μm的云粒子数浓度基本随高度的增加而降低;因暖层中碰并效率低和冷层中小冰晶浓度随高度增加,24～35μm粒子数浓度随高度增加而增大。CIP平均谱(25～1550μm),除4100m为双峰谱外,其他高度均为单峰谱。PIP平均谱(100～6200μm),4450m高度处的粒子谱宽和数浓度最大,3200～4000μm之间出现大值区域,表明对流单体及周边区域为较大固态降水粒子的形成提供了良好的环境。     

南京冬季浓雾的演变特征及爆发性增强研究

2007年12月18—19日,南京地区出现了一次持续20h的浓雾过程,其中能见度低于50m的强浓雾几乎占到整个雾过程的1／3。利用同期在南京市北郊的外场观测数据,结合NCEP再分析资料,分析了该次雾的演变过程、微物理结构及边界层特征,探讨了地面雾爆发性增强的成因。结果表明：本次雾在西南平流的增湿作用下触发生成;日出后,平流输送和地表蒸发提供了充足水汽来源,贴地层逆温因高空下沉增温而向上抬升且稳定存在,因此大雾得以维持;整个雾过程中雾滴数浓度、平均直径、含水量随时间的变化趋势基本一致,平均谱曲线均呈指数下降分布,雾滴集中在小滴端;两次地面雾爆发性增强均发生在夜间,其特征为各微物理参量明显增大,滴谱上抬拓宽;爆发性增强的原因是地表气温陡降、贴地层逆温增强及可充当雾滴凝结核的气溶胶大粒子数增多。     

中国南方6省1月份降水和极端低温的分布特征

采用中国南方湖南、湖北、贵州、广西、江西和安徽6省近50 a 1月份降水和气温资料,运用正交函数分解法和SYM8小波分析了它们的时空分布特征,并对极端低温的区域均值进行了广义极值模型拟合,同时研究了降水与气温的相关性.结果表明,该地区1月份降水量主要有全区域分布型和南北分布型,极端低温主要有全区域分布型、南北分布型和东西分布型.1月份降水量的全区域总和以及南北部差值都有先增后减的趋势.全区域的极端低温缓慢增长,南北部的差值先减后增,东西部的差值在1975年以前递增,随后几乎趋于稳定.6省1月份极端低温区域均值服从Weibull分布,在95%置信水平下,预测50 a一遇和100 a一遇的极小值达-6.78 ℃和-7.41 ℃.1月份降水量与极端低温的相关不显著,与平均气温在局部地区为负相关.     

积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响

利用美国国家环境预测中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合研发的天气研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF),研究了不同积云对流参数化方案和微物理过程方案对0514号台风"彩蝶"路径的影响.结果表明,积云对流参数化方案对台风路径影响较大,KF方案比BM方案能更好地模拟出台风路径;使用KF方案时,选择微物理方案比不选微物理方案对于台风路径有更好的模拟结果,其中,Ferrier、WSM6和Lin非常接近于实况;KF方案较好地模拟出副热带高压(简称副高)的西伸和东退的变化以及台风环流的风场分布和强度.     

降水性层云含水量跃变对应的微结构观测研究

利用长春2007年5月16日的一次层状云降水过程的飞机观测资料,并结合天气图、卫星云图及雷达回波等资料,综合分析了此次降水过程中粒子浓度、粒子谱、雷达垂直累积液态水（vertical integrated liquidwater,VIL）、微波辐射计积分液态水（liquid water content,LWC）以及地面雨强特征。研究表明,层状云微结构在水平方向上的起伏较大,出现两次典型的含水量跃变：第1次液态水跃变主要是因为粒子浓度增加;第2次液态水跃变是因为粒子浓度和粒子谱共同作用的结果;雷达VIL值和地面雨强两者呈正相关。     

鄂西电线积冰微物理观测研究

对2009年2月25日—3月4日湖北恩施雷达站的一次电线积冰过程,使用自动气象站、能见度仪、雾滴谱仪、雨滴谱仪等实测资料进行深入研究,分析了多种气象要素的演变,发现积冰期比无积冰期平均气温低5.6℃。对积冰期间3种天气状况下雾滴谱和降水粒子谱的特征进行了分析,结果表明:雾天和雨天的雾滴谱为单峰型,雨夹雪天为双峰型;雨天和雨夹雪天的降水粒子谱都为单峰型;雾滴平均数密度从大到小依次是:雨天(223.5 cm-3)、雨夹雪天(181.3 cm-3)、雾天(138.7 cm-3);雨天雨滴平均数密度为335.6 cm-3;雨夹雪天降水粒子平均数密度为1 502.1 cm-3。另外,实测数据表明积冰增长率从大到小依次是:雨夹雪天、雨天、雾天。     

长春地区对流云起电过程的数值模拟

在三维强风暴动力和电耦合数值模式的基础上,考虑了粒子直径及降落末速差对转移电荷的影响,把非感应起电参数化方案作了进一步改进,对长春地区两次不同强度、不同环境风切变的对流云内电荷累积和电场发展过程进行了模拟分析。结果表明,对流云上升气流达到极大值时,较强和较弱两块云分别具有三极性和反偶极性电荷分布结构。垂直上升气流是表明电场发展强弱的重要参量。对发展强烈的对流云,较强的上升气流使霰和冰晶在云体的中上部维持较长的时间．存在感应和非感应起电的跃增。     

沙尘天气频率与相关气象因子的关系

基于北京及其周边14个国家基本气象站1971—2000年气象资料的相关分析,指出风速、相对湿度是影响沙尘天气的关键气象因子,用这两个气象因子构建了月沙尘气象指数。月沙尘气象指数与沙尘天气频率具有较一致的周期性,沙尘天气日的沙尘气象指数是非沙尘日指数的倍数关系。另外,根据月沙尘气象指数在不同月份的分布特征,给出了相应的季节性气象指数计算方法,对14个站计算的结果显示,季节性气象指数与沙尘天气频率有很好的线性关系,这种线性关系具有明显的区域特征。     

铅对不同土壤中青菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了南京和北京土壤中Pb污染对青菜生长的影响。结果表明：土壤质地对青菜生长有明显的影响;在土壤Pb含量低的处理水平下,对青菜的生长有一定影响;低含量范围内,青菜中Pb含量随土壤Pb处理含量的增加出现先升后降的变化趋势;在100mg／kg时,青菜的生长受到抑制,植株中Pb的含量高于对照组和200mg／kgPb处理。     

雷州半岛雷暴发生频次变化特征及其与作物布局调整的相关分析

为了探究雷州半岛作物布局调整对雷暴发生的可能影响,以达到趋利避害,利用相关分析、11种模型拟合和全变量回归分析等数理统计方法进行了分析和研究。结果表明：雷州半岛年雷暴日数总的变化趋势是明显下降,一年四季均有雷暴天气,午后热雷雨占雷暴天气的大多数,其中5～9月雷暴日数最多,开雷、收雷年际变化差异大。随着稻田的减少,糖蔗、水果种植面积的增加,雷州半岛植被结构得到改善,雷暴天数呈明显减少趋势;蔬菜的种植改变了冬季闲田植被性质,不利于冬初、春末雷暴天气的生成;花生种植面积的调整对雷暴天数变化影响不大。雷州半岛水稻、糖蔗、水果、蔬菜等主要农作物布局调整对雷暴发生可能有明显的影响,主要农作物对雷暴天数可能影响从大到小依次为糖蔗、水稻、蔬菜和水果,农作物布局调整对年开雷、收雷的迟早没有影响。