积层混合云是人工增雨的重要对象,丹江口水库作为“南水北调”的重要水源地,针对该地区积层混合云降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。在中尺度WRF(Weather Research and Forecast)模式双参数云物理方案基础上,采用显式方法加入碘化...积层混合云是人工增雨的重要对象,丹江口水库作为“南水北调”的重要水源地,针对该地区积层混合云降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。在中尺度WRF(Weather Research and Forecast)模式双参数云物理方案基础上,采用显式方法加入碘化银粒子的成核机制,引入碘化银比含水量和数浓度预报方程,建立起一个中尺度WRF人工催化模式。使用建立的WRF人工催化模式,对2023年9月25日秋季一次积层混合云开展了面状播撒(EXP1试验)、线状播撒(EXP2试验)和单点播撒(EXP3试验)3组催化模拟试验。结果表明,播撒后碘化银在气流的作用下向下风方输送,碘化银的扩散范围和数量EXP1试验最大,EXP2试验次之,EXP3试验最小。碘化银核化后通过消耗过冷水使云中冰晶大量增加,使得冰晶—雪、雪—霰的转换过程增强,雪、霰粒子含量增加,雪和霰的融化作用导致地面降水增加。EXP1试验主要通过雪的融化增加地面降水,EXP2试验主要通过霰的融化增加地面降水,EXP3试验雪或霰的增加范围最小。催化后在播撒区下风方40~90 km出现降水增加,EXP1试验的地面增雨量、增雨率和增雨范围最大。区域平均增雨雨强最大出现在播撒结束后1.5 h,数值为EXP1试验的0.047 mm h^(-1)。EXP1试验的增雨效果最好,EXP2试验的增雨效果次之,EXP3试验的增雨效果最弱,表明催化作业方式对作业效果有较大影响。研究结果可为人工影响天气外场作业提供科学指导。展开更多
基于耦合了CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)云微物理方案的WRF(Weather Research and Forecasting Model)中尺度模式,针对2024年3月24日丹江口流域一次受中纬度西风槽东移与低层暖湿输送控制的积层混合云降水过程,系...基于耦合了CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)云微物理方案的WRF(Weather Research and Forecasting Model)中尺度模式,针对2024年3月24日丹江口流域一次受中纬度西风槽东移与低层暖湿输送控制的积层混合云降水过程,系统模拟了人工冰晶播撒对云微物理过程及降水的影响。结果表明,此次降水过程呈现暖云与冷云降水机制共存的特征:降水初期至旺盛期以暖云碰并主导,19:00(北京时间)后以霰粒子融化过程主导。目标云系云顶高度超过12 km,4~6 km层过冷水含量约0.01~0.3 g/kg,自然冰晶浓度较低,结合上升气流成为理想催化区。在冷暖云降水机制协同作用下播撒人工冰晶(SC1)发现,催化后影响区地面降水呈现先减少后增加的变化。催化后30分钟内,冰晶凝华增长后碰并雪晶,雪晶增加,但增多的雪晶没有下落到暖区融化成雨滴,反而云滴和霰的减少导致了雨滴碰并云滴和霰融化成雨滴减少,最终地面降水减少。催化后50分钟至3 h,下游区域霰收集雪晶和霰融化过程增强,为暖区上层提供初始大雨滴,导致雨滴碰并云滴过程也增强,最终冷暖云降水过程都增强导致地面降水增加,整个评估区内3 h累积增雨量为2.438×10^(5)t。敏感性试验表明,过量播撒冰晶会因水汽消耗削弱霰的源项,导致霰融化减弱,增雨量减少;单一高度层的敏感性试验表明,云中5.2 km即-7℃温度层催化增雨效果最优。因此,协同优化积层混合云催化的播撒剂量与高度等,可显著提升降水效率,为丹江口流域云水资源调控提供科学依据。展开更多
文摘积层混合云是人工增雨的重要对象,丹江口水库作为“南水北调”的重要水源地,针对该地区积层混合云降水云系的人工增雨研究显得愈发重要。在中尺度WRF(Weather Research and Forecast)模式双参数云物理方案基础上,采用显式方法加入碘化银粒子的成核机制,引入碘化银比含水量和数浓度预报方程,建立起一个中尺度WRF人工催化模式。使用建立的WRF人工催化模式,对2023年9月25日秋季一次积层混合云开展了面状播撒(EXP1试验)、线状播撒(EXP2试验)和单点播撒(EXP3试验)3组催化模拟试验。结果表明,播撒后碘化银在气流的作用下向下风方输送,碘化银的扩散范围和数量EXP1试验最大,EXP2试验次之,EXP3试验最小。碘化银核化后通过消耗过冷水使云中冰晶大量增加,使得冰晶—雪、雪—霰的转换过程增强,雪、霰粒子含量增加,雪和霰的融化作用导致地面降水增加。EXP1试验主要通过雪的融化增加地面降水,EXP2试验主要通过霰的融化增加地面降水,EXP3试验雪或霰的增加范围最小。催化后在播撒区下风方40~90 km出现降水增加,EXP1试验的地面增雨量、增雨率和增雨范围最大。区域平均增雨雨强最大出现在播撒结束后1.5 h,数值为EXP1试验的0.047 mm h^(-1)。EXP1试验的增雨效果最好,EXP2试验的增雨效果次之,EXP3试验的增雨效果最弱,表明催化作业方式对作业效果有较大影响。研究结果可为人工影响天气外场作业提供科学指导。
文摘基于耦合了CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)云微物理方案的WRF(Weather Research and Forecasting Model)中尺度模式,针对2024年3月24日丹江口流域一次受中纬度西风槽东移与低层暖湿输送控制的积层混合云降水过程,系统模拟了人工冰晶播撒对云微物理过程及降水的影响。结果表明,此次降水过程呈现暖云与冷云降水机制共存的特征:降水初期至旺盛期以暖云碰并主导,19:00(北京时间)后以霰粒子融化过程主导。目标云系云顶高度超过12 km,4~6 km层过冷水含量约0.01~0.3 g/kg,自然冰晶浓度较低,结合上升气流成为理想催化区。在冷暖云降水机制协同作用下播撒人工冰晶(SC1)发现,催化后影响区地面降水呈现先减少后增加的变化。催化后30分钟内,冰晶凝华增长后碰并雪晶,雪晶增加,但增多的雪晶没有下落到暖区融化成雨滴,反而云滴和霰的减少导致了雨滴碰并云滴和霰融化成雨滴减少,最终地面降水减少。催化后50分钟至3 h,下游区域霰收集雪晶和霰融化过程增强,为暖区上层提供初始大雨滴,导致雨滴碰并云滴过程也增强,最终冷暖云降水过程都增强导致地面降水增加,整个评估区内3 h累积增雨量为2.438×10^(5)t。敏感性试验表明,过量播撒冰晶会因水汽消耗削弱霰的源项,导致霰融化减弱,增雨量减少;单一高度层的敏感性试验表明,云中5.2 km即-7℃温度层催化增雨效果最优。因此,协同优化积层混合云催化的播撒剂量与高度等,可显著提升降水效率,为丹江口流域云水资源调控提供科学依据。
