冷云催化宏微观物理响应的探测与研究

来源：高原气象杂志2017年第5期北京时间：

作者：孙玉稳;银燕;孙霞;刘伟;韩洋;闫旭升

单位：河北省人工影响天气办公室/河北省气象与生态环境重点实验室, 石家庄 050021;南京信息工程大学中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室, 南京 210044;美国内华达大学里诺分校物理学院大气科学专业, 美国 内华达州 89557;河北省石家庄市气象局, 石家庄 050081;美国沙漠研究所大气科学部, 美国 内华达州 89512

摘要：2014年4月15日河北省中南部出现一次回流西风槽天气过程，河北省人工影响天气办公室对该天气过程作了飞机云物理探测和增雨作业，并专设飞行航线以研究作业前后云的宏观、微观物理响应。利用机载PMS观测资料，结合雷达、卫星观测资料分析，发现该次降水过程云系特点是上层"槽前云"较弱，下层"回流云"较强，无高云；作业探测过程中云中下沉的降水粒子在"回流云"中增长，该层出现大量直径在3 mm以上的降水粒子；作业层内小云粒子浓度普遍在20 cm-3以上，最大值为300 cm-3，大云粒子浓度低于0.02 cm-3。作业后宏微观物理响应包括：作业区FY-2E卫星云图亮温在1 h后由-25℃降到-30℃左右，中云发展，其云顶抬高；雷达反射率因子催化作业后升高，最强达45 dBZ，35 dBZ以上的雷达回波区面积增加；从雷达剖面图上看，强雷达回波区下沉了500~1000 m。机载PMS观测资料显示，作业后云中小云粒子、大云粒子浓度都有增加，降水粒子浓度经历了先降后升的过程，持续时间约25 min。粒子谱呈双峰分布，第二峰在10.5 μm；粒子浓度在直径在10.5~150 μm区间内呈指数递减，直径在150~1000 μm区间内粒子浓度变化不大而粒子直径迅速增长，大于1000 μm粒子浓度急降与粒子沉降有关；作业后有效粒子直径向大值方向偏移，平均直径、平方根直径和立方根直径分布频谱变宽，粒子分布更离散。作业后影响区地面雨量增加，影响时间在作业后3 h之内。

关键词：冷云催化;作业设计;云微物理探测;云粒子谱

基金资助：河北省气象局科研项目（16kyd03，15ky20）；河北省气象与生态环境重点实验室开放研究基金项目（Z201602Z）；公益性行业（气象）科研专项（GYHY201206025）；河北省“十三五”气象重点项目（hbrywcsy-2017-8）