冰雪晶碰并勾连增长的试验与观测分析-中国气象科学研究院期刊网.PDF

第 卷 期 应 用 气 象 学 报 ， １８ ４ Ｖｏｌ．１８ Ｎｏ．４ 年 月　　　 　 　 　 　 　 　　 　 　 　 ２００７ ８ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥ Ａｕｕｓｔ２００７ 　 ｇ 冰雪晶碰并勾连增长的实验与观测分析 ） ）） ） ） １ １２ １ １ 黄 庚 苏正军 关立友 张纪淮 　 　 　 　 １）（中国气象科学研究院 中国气象局云雾物理重点开放实验室，北京 １０００８１） 　 ２）（南京信息工程大学，南京 ２１００４４） 　 摘 要 　　 冰雪晶碰并勾连成雪花或雪团的过程是降水的重要机制之一。冰雪晶形态不同导致各类晶动力特性的差异， 因此，无论从理论、数值试验还是室内模拟研究这一过程都有很大困难。该文就室内、外场试验和自然云的观测， 讨论分析其发生机理和条件。结果表明：冰晶的增长过程有一个与云滴碰并增长相似的加速过程，冰晶碰并过冷 滴形成霰（雹胚），凇附长成冰雹；冰雪晶相互碰并勾连、攀附增长为雪花或雪团，都是降水质点加速增长的重要过 程。此过程仅在水面饱和、过饱和条件下发生，而水面欠饱和、无液滴（无云）时，冰晶很薄、晶型简单，无碰并勾连、 攀附现象。冰晶在液滴存在的云雾中伴随气流对流、乱流运动中接触碰并勾连成雪花或雪团，其碰并勾连效率既 受晶体形状影响，亦受晶体表面附着力的影响，其机制有勾连亦有粘连，晶型多样，以相同晶型为主，温度范围广 （－３ －１７℃）；其中 －１３ －１７℃碰并勾连效率最高，该层的枝、星状晶是勾连、攀附的主要区域，亦为冰晶繁 ～ ～ 生的主要区域、生长率最快，是人工增雨播撒人工冰核催化效率较高的温度段。 关键词：冰雪晶碰并勾连；加速降水形成；室内、外试验 并勾连、攀附，快速增长为雪花或雪团，如融化成毫米 引 言 量级的雨滴，降水质点增长加快，加速降水进程。 　 人们早就注意观测研究冰雪晶间碰并勾连现 　　 云由云滴组成，云滴直径一般为 ，对 象，认为它主要与温度有关， 是多发区， ２ ２００ ｍ ＋１ －５℃ ～ μ ～ 流云可达 ，层状云中小一些， 左右。 其机制主要是粘连， 次之，主要是勾 ２００ ｍ １６０ ｍ －１２ －１