一次冰雹云过程及其冰雹形成机制的模拟研究-论文.pdf

《一次冰雹云过程及其冰雹形成机制的模拟研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第2期气象与环境科学Vol_37No．22014年5月MeteorologicalandEnvironmentalSciencesMav．2014一次冰雹云过程及其冰雹形成机制的模拟研究丁建芳，杜春丽，鲍向东，原林茹(1．河南省人工影响天气中心，郑州450003；2．河南省东南电子系统工程有限公司，郑州450002)摘要：利用常规气象资料和多普勒天气雷达资料，从天气形势和雷达回波演变特征等方面对2011年6月24日发生在洛阳嵩县的一次冰雹过程进行了分析，并利用三维弹性冰雹云催化模式对该冰雹云进行了模拟研究，分析其冰雹形成的物理机制。结果表明：本次过程在天气形势上属

2、于下滑冷槽型。多普勒天气雷达资料上表现为单个单体的强对流风暴，最大反射率≥65dBz，回波顶高达到14km，降雹前垂直积分液态含水量具有明显的跃增；径向速度场上出现了大范围明显的逆风区。三维冰雹云模式对该冰雹云具有较好的模拟能力，模式模拟的最强回波与实况一致，雹云中含水量中心与强上升气流有很好的配置，在云的发展阶段，主含水量中心是强上升气流的指示。冰雹的雹胚主要来自冻滴和霰，在冰雹形成期间，冻结形成的冻滴和转化产生的霰数量上相差不大，但是冻滴向雹的转化比例却是霰的6倍，即在地面强降雹之前，雹云中的雹胚主要来源于冻滴；而冰雹的增长在前期主要靠收集过冷雨水，后期主要靠收集过冷

3、云水；适量的冰晶、雪和丰富的过冷水的存在对雹的形成和增长极为有利。关键词：冰雹云；多普勒雷达；数值模拟；微物理中图分类号：P458．121．2文献标识码：A文章编号：1673—7148(2014)02—0049—09分析，根据当时实况的雷达资料以及模式输出的高引言时空分辨率资料，分析了这次冰雹云的发生发展过冰雹灾害是中国主要的气象灾害之一。河南省程，并对本地区冰雹云的形成机制进行了探讨。的伏牛山区是冰雹天气的多发区。2011年6月241环流背景日22：13_23：18，河南省洛阳市嵩县闫庄一大坪一库区一城关一纸房一木植街一车村一线，遭受大风、冰2011年6月23日08时至

4、24日20时，500hPa雹、雷电、局地暴雨等强对流天气袭击，县城降水量和700hPa高空图上，整个河南省受低槽控制，同时最大57．3mlTI，最大冰雹直径6cm，瞬间最大风速伴有较强的冷平流(图1)。地面上河南处于西北26．3m／s。截至25日11：30，据初步统计，全县农作高、东南低的气压场中，前期一直处于低压中心，后物受灾面积0．19万公顷，成灾面积0．13万公顷，直期冷空气自北部南下，配合东南的倒槽，有利于地面接经济损失3008．4万元。目前全国每年都有20多高压前部产生强对流天气。根据郑州探空站24日个省、市、自治区开展人工防雹工作¨，并开展了20时的温度对数压

5、力图(图2)，可以看出底层有逆相关研究。河南省对人工防雹的前期研究侧重于个温的存在，K指数为40℃，沙氏指数为一4．02℃，例分析，对于形成机制以及催化方面的研对流层底层相对湿度自700hPa以下均大于70％，究¨⋯较少。从目前人工防雹的催化作业看，催化而t—t很小，但中高层t—很大。风向随高度逆技术的选择带有很大的盲目性，有些地方甚至只凭转，说明高空有冷平流，这种低层暖湿高空干冷的温经验，至于催化云体的部位和时间以及催化剂量的度层结，增强了大气的不稳定性，有利于冰雹的产多少，尚未形成一套客观定量的标准。本文采用中生。另外从风场上来看，环境风有较强的垂直切变，科院大气所建

6、立的三维冰雹云模式，利用郑州与不稳定层结相配合，有利于组织化的强对流的2011年6月24日20时的探空资料，开展数值模拟发生收稿日期：2013—01—31；修订日期：20l4一O3—21基金项目：河南省气象局气象科学技术研究项目(Z201108)；河南省重点科技攻关计划项目(132102310071)资助作者简介：丁建芳(1980一)，女，山东青岛人，工程师，硕士，从事气溶胶及人工影响天气方面的研究．E-mail：dingjianfang2004@126．com第2期丁建芳等：一次冰雹云过程及其冰雹形成机制的模拟研究55冻滴即过冷雨滴通过核化和受到冰晶、雪接触从表3和图1

7、1b可以看出，冻滴形成以后，主要靠收时冻结形成的冰粒子。对冻滴初生有贡献的物理过集雨水(CLrf)、云水(CLcf)和凝华(VDvf)增长，其程主要是在过冷区与冰晶和雪接触的雨滴本身冻结次是收集冰雪增长(CLif)。此外，各个增长过程对(CLrif)和雨滴核化(NUrf)。本次模式模拟的冰雹冻滴质量贡献率最大值出现的时间也不相同，RC一云在初始发展时，雨滴首先在5．5km高度的过冷区if．RCLcf、RCL矿和RVDvf出现峰值的时间分别为形成，和雨滴在暖区形成的其他雹云不同，雨滴不需30min、23min、16min和21m