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山西省层状云降水系统不均匀性分析

杨俊梅  
【摘要】:本文利用引进的美国机载DMT云物理探测系统,分析了山西省2009年6月18日层状云降水的宏微观物理结构特征。本次观测使用的探头是CDP云粒子探头,量程为3-50μm,分为30个通道。观测仪器能连续记录探测结果,结合GPS卫星定位系统资料,可确定出机载仪器探测的云微物理特征量的时空分布。探测时间为2009年06月18日13:30-14:48,探测的航线为太原—孝义—灵石—文水—太原。起点为太原武宿机场,本场海拔高度为758m。2009年06月18日08时,在500hpa天气图上,山西处于蒙古至河西走廊一弱的副槽之前,700hpa图上,环流形势为两脊一槽型,中心位于贝加尔湖西北部的东亚大槽经蒙古中部、河西走廊至四川省中部,山西省处于槽前较强西南气流之中,湿度较大。08时地面图上山西省处于冷锋锋前。通过分析飞机上升过程中云粒子的垂直分布可以推断,云底高度约为1850m,云滴最大数浓度达到280个/cm3,高度为在2200m,云滴平均直径最大达15μm,含水量最大值达0.35g/m3。云中含水量与垂直气流的强度有关,上升气流区基本与高含水量区相配合,下沉气流区含水量有所减小。垂直方向不同高度的云滴谱多呈双峰型和多峰型,云底谱宽较窄,入云后云滴谱明显变宽。云层中下部云粒子浓度最大,云底云粒子浓度次之,云顶云粒子浓度最小。飞机于13:45:00—13:53:59位于3700m左右的层状云中,这段时间内,云滴液水含量LWC出现两次跃增,跃增前后云滴平均直径和云滴浓度均有相应变化。两次跃增前后云滴谱均呈双峰型,但跃增后峰值均有降低。经过分析可得出如下结论:1、云中含水量与云滴平均直径的起伏变化比较一致,与云滴数浓度相关性差,大粒子对含水量的贡献较大;2、云垂直方向的微物理结构有很大的差异,云滴数浓度、含水量和平均直径在不同高度均有明显的不同,云滴谱在垂直方向也有很大差异,层状云在垂直方向不均匀性明显;3、层状云在水平方向微物理特征量有一定起伏,含水量、云滴数浓度、云滴直径均有变化,云滴谱在此次平飞过程中均为双峰型,峰值浓度不断变化,说明层状云在水平方向有明显的不均匀性,分析其原因主要由云中的对流泡造成。

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