播撒碘化银人工消雹对冰雹云微物理过程和起放电过程影响的数值模拟研究

来源：高原气象杂志2024年第1期北京时间：

作者：鲁鲜,郭凤霞,吴泽怡,刘舟,邓洁,陈可,王清源

单位：南京信息工程大学应急管理学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏 南京 210044

摘要：为了全面了解人工消雹对云中冰相粒子的浓度和时空变化以及冰雹云微物理过程和起放电的影响， 本文利用包含了AgI催化方案的三维强风暴动力电耦合数值模式， 以AgI播撒量为唯一变化量进行了多组模拟实验。结果表明， 催化过后， 整体上， -40~0 ℃范围内的冰晶、 雪花和霰粒子数浓度和比含水量增多。播撒AgI使霰的平均尺度减小， 向雹的转化比例大为降低， 因此冰雹的比含水量和浓度都减小。随着AgI播撒剂量的增加， 冰晶、 雪花和霰粒子的数浓度和比含量整体变化趋势不变， 增大与减小区域相对应， 但变化更明显； 消雹效果会更好， 但降雨量呈先增加后减小。播撒AgI会使冰雹云前期正的非感应起电率区出现时间提前， 中心增强， 上界高度抬升， 后期负的非感应起电率区中心增强。所以， 播撒后前期主要使底部次正电荷区增强， 后期主要使上方主正电荷区和中部负电荷区增强。随着催化剂量增多， 这些变化越明显。播撒AgI对地闪有一定的抑制作用， 而使云闪和总闪少量增多， 首次放电和云闪的峰值时间提前， 放电持续性更强， 闪电频发时段的闪电频率略有降低。

关键词：冰雹云,人工消雹,电荷结构,放电类型,雷暴云数值模拟

基金资助：国家重点研发计划项目(2017YFC1501503),国家自然科学基金项目(41975003),第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0104)