山东冰雹形成机制及雹云催化技术数值模拟

摘要

利用大气所开发的三维全弹性冰雹云模式，选取2006 年7 月5 日山东一次冰雹过程作为试验个例进行模拟研究，分析冰雹的形成机制，设计催化方案，分别就催化时间、催化方式、催化区域、催化高度等对地面防雹效果的影响进行模拟探讨，探讨雹云催化技术。结果表明：75%左右的冰雹以霰为核心增长，冰雹主要质量来源是霰的自动转化以及碰并过冷云水、雨水过程；在雹云发展的早期进行作业，防雹效果较好；连续催化防雹效果比瞬时催化好；在过冷水含量中心进行催化的防雹效果比在其他区域催化好，在过冷水含量中心（5.5 km）下方催化效果较差，在其上方1.0～1.5 km 催化效果最好；一般情况下剂量越大，防雹效果越好，但当催化剂量达到一定程度后，再增加催化剂，对防雹影响就不太显著。催化过程减弱了雹胚霰、冻滴向冰雹的自动转化，使得冰雹粒子数量、质量减少；而且减弱了冰雹收集过冷云水、雨水等主要增长过程，致使地面冰雹粒子平均直径、平均体积直径、数浓度及冰雹含量减小。