环北京地区云中冰粒子形态及增长过程分析

摘要

本文利用国家科技支撑计划重点项目在环北京开展的多架吃机同时观测数据，将吃机穿云探测的轨迹与雷达探测的云体结合起来，分析了积层混匀云中不同区域(对流区和层云区)、不同温度和高度、不同时刻冰粒了的形态、分布及增长过程，结合粒了谱、图像和过冷水等探测数据，分析了不同粒了形态形成和增长的原因，对于了解积层混合云降水形成机制具有重要意义。结果表明:在粒子形态方面,在5℃－-6℃范围内,观测的冰晶粒子形态主要包括板状、针柱状、柱帽状、辐枝状和不规则状,云顶温度不同,观测的粒子形态不同,当云顶温度高于-10℃,观测的冰晶形态以板状和针柱状为主,当云顶温度低于-13℃时,可以观测到到辐枝状冰晶,其中辐枝状冰晶主要在温度为-13℃－-20℃的云层中生成,同时,粒子形态还受云中位置影响,在嵌入对流区域和云系融化带中含有更多的凇附状冰晶.在粒子增长过程方面,在云中融化层以上,云中粒子增长的方式主要包括凝华增长、凇附增长和聚合增长.在浅薄的层云区域,粒子增长方式以凝华增长为主,而嵌入对流单体和深厚层云区域,粒子的增长方式包括凝华增长、凇附增长和聚合增长.嵌入对流单体中冰晶的凇附增长和聚合增长比周围层状云区强,在垂直方向上,随着高度的降低过冷水增多,冰晶的凇附增长也在相应增强.冰晶的凇附增长和聚合增长都有利于云中粒子谱的拓宽,但是针对云中3.6－4.8km高度范围,冰晶的聚合增长对粒子谱的拓宽影响更大.在融化层中,聚合过程变得很微弱.