华南一次混合相降水云的微物理垂直结构与过程诊断
编号:503
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更新:2026-04-01 09:38:08 浏览:53次
张贴报告
摘要
为保障第十五届全国运动会闭幕式顺利开展,广东省人工影响天气中心和深圳市气象局于2025年11月4-18日开展了多次穿云探测。本文利用11月18日一次在茂名地区开展的典型积层混合云过程的机载观测数据,旨在揭示该区域云系的微物理垂直结构、相态演变及降水形成机制。基于云滴谱仪(CDP,2-50 μm)、云成像探头(CIP,25-1550 μm)、降水成像探头(ZBL,100-6200 μm)数据)及高精度温压湿数据,将多探头谱数据无缝拼接,获得从微小云滴到大降水粒子的完整宽谱分布。结合飞行轨迹(上升、平飞、下降三个阶段)和垂直廓线(百米平均),以温度场为坐标,系统分析液态水含量(LWC)、数浓度(N)、有效直径(ED)及总水含量(ZBL)的演变特征。研究表明:(1)上升阶段,入云瞬间CDP-N从0.84突增至1.72个/cm³,清晰定义云底;云滴先响应水汽(ED增至49μm),大滴随后缓慢增加(CIP-N从12.6增至17.8个/cm³),呈现典型云滴活化与碰并启动的时差特征。(2)平飞阶段(5100 m,-4.8℃),过冷水充沛,飞机结冰厚度>4 cm。CDP-N整体偏低(<2.5个/cm³),CIP-N高达39.8个/cm³,证明大冰晶/大滴占主导;16:40后CDP与CIP同步下降,结合ED略有上升,推断为冰晶聚合长大。(3)下降阶段(4700-2700 m),CIP-N在17:12飙升至57.73个/cm³峰值,而ED急剧下降,LWC短暂反弹后减少,ZBL与LWC趋势一致,证实了冰晶聚合体穿越融化层(-5℃至-3℃)时发生融化破碎,产生大量小冰晶碎片并迅速融化为液滴。(4)垂直廓线显示:3200 m为液态水累积区(ZBL增加,LWC极低);4100 m以上ED从<2 μm急剧增加,进入碰并准备区;4400 m(-0.65℃)为过冷水峰值层(LWC最大),随后冰晶化导致LWC与ED下降;4800 m液态水耗尽,大冰晶主导(ED反增);5100 m为播撒作业层,ZBL反弹而光学探头未响应,揭示冰晶形态对探测效率的影响。本文完整呈现了华南地区积层混合云从暖云(液态水)-零度层相变-混合相-冰晶主导的垂直演变过程,捕捉了冰晶融化破碎的关键证据,并揭示了不同探头对相态和尺度的响应差异。研究结果为校验卫星反演算法、改进区域数值模式云参数化方案提供了宝贵的观测依据,同时强调了多探头联合分析在复杂云系研究中的必要性。
关键词
积层混合云;机载观测;云微物理;融化破碎;垂直结构;华南地区
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