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云降水物理学总复习 第二章 云雾降水形成的物理基础 云的定义 云雾形成的宏观条件及实现的主要途径。 云是由空气和水凝物构成的悬浮在大气中的可见聚合体，是自由大气中热力过程和动力过程的外观表现。各种云、雾都是大气中空气湿度相对冰面或水面变得过饱和时才形成的，我们首先讨论使空气达到饱和的基本条件。 实际大气中降温作用比增湿作用大10~20倍，所以大气中的降温冷却过程有利于云、雾的形成。当然局地增加水汽含量的作用也不能忽略，尤其是维持某地区上空的连续降水，必须有水汽汇流不断输入补充。 第二章 云雾降水形成的物理基础 其中降温机制中主要降温过程是哪个？哪几种方式可以实现降温。 增湿机制中主要包括哪几种增湿机制？蒸发雾是通过哪种宏观方式形成的？ 大气中引起水汽密度变化的的原因是：（1）空气运动在水平和垂直方向上的输送（包括湍流输送）；（2）空气的水平和垂直方向上的辐合和辐散造成水汽在大气中的增多或减少；（3）水物质的相变。 第二章 云雾降水形成的物理基础 气块上升时的露点递减率远小于它的干绝热减温率，气块的温度和露点将逐渐接近，在某一高度达到饱和并发生凝结。这个湿空气块因绝热抬升而达到饱和的高度称为抬升凝结高度 第三章 云的宏观形成及观测特征 云内湿度总体上在98-102%之间，很少超过102%的，而且过饱和机率多于不饱和的。 比含水量、含水量、绝热比含水量的定义 比含水量，或叫质量含水量：指每单位质量湿空气中所含固态或液态水的质量，常用单位为g/kg。类似于水汽含量中的“比湿”。 含水量，或叫体积含水量：指每单位体积湿空气中所含固态或液态水的质量，常用单位为g/m3。类似于水汽含量中的“绝对湿度”。 可逆湿绝热过程中，空气因绝热膨胀冷却所凝结出的比含水量，称为（湿）绝热比含水量，或饱和比含水量。 第三章 云的宏观形成及观测特征 积云的特征及其形成理论 热泡理论和热气柱理论。 气团雷暴云的主要特征 气团雷暴生命期短、尺度小（几公里至十几公里），降水效率低于20%，雷暴内部存在下沉气流对冲上升暖湿气流的自毁机制，不出现持续强风和冰雹。其中降水物下落拖曳和蒸发冷却作用使云内产生下沉气流。 第三章 云的宏观形成及观测特征 局地强对流风暴 中纬度地区暖季，当出现对流不稳定层结且从对流层低层到高层存在较大的铅直风切变时，可以发展强烈的局地对流，形成由积雨云组成发展起来的中尺度风暴系统，称为局地强风暴，以区别于气团风暴，它同时伴生强降水、大风、冰雹等强烈天气。 由于其内部上升与下沉气流互不产生破坏性对冲，故局地强风暴可以维持很长时间。 第三章 云的宏观形成及观测特征 层状云的宏观特征 第三章 云的宏观形成及观测特征 零度层亮带定义及形成原因 凡上部温度低于0度，下部高于0度的降水云，在对流不强时，往往在雷达回波中显示出明显的亮带。 亮带结构：位于0度层以下80~400m，厚度15~150m，呈水平带状 亮带的形成：降水质粒的反射率与复折射指数m有关，水的折射率因子约为冰的5倍。雪在下落到0度层，外层融化成水表，易碰并粘连—折射率增加5倍—完全变为水滴时，尺度减小、下落末速增大—反射率减小。由于它是雪花融化所致，故也称融化带。 第三章 云的宏观形成及观测特征 雾的定义 雾的形成和分类（按照发生学的方法进行分类） 发生学：辐射雾、平流雾、蒸发雾 辐射雾、平流雾和蒸发雾的定义 第四章 云降水微观特征 第四章 云降水微观特征 大陆性积云和海洋性积云的差异：大陆性积云稳定，不易降水，因为大陆上空凝结核多，形成的云滴谱窄，大粒子少。 云滴谱分布函数- Khrgian-Mazin分布 雨滴尺度谱分布-马歇尔和帕尔默 冰晶尺度谱分布 第四章 云降水微观特征 雹胚（雹核）是冻滴还是霰？ 决定于云底温度 冻滴胚的频数随云底平均温度上升而增大 霰胚反之 由于霰落速比冻滴小，平均增长时间不同，所以大冰雹多以霰为胚 第五章 云雾形成的微物理基础 影响水的表面张力的因子有哪些？ 溶液滴表面饱和水汽压- K?hler方程 溶液滴的饱和水汽压是由三个因子决定的： 温度效应：由E∞决定，T越高，Ern越大； 曲率效应：由Cr/r决定，r越大，Ern越小； 浓度效应：由Cn/r3决定，浓度越大，Ern越小。 综合曲线(即柯拉曲线)看，半径较小时，综合曲线在1线以下，说明溶液因子比曲率因子更起控制作用；当半径较大时，综合曲线在l线以上，说明曲率因子反而比溶液因子更为重要了。 第五章 云雾形成的微物理基础 贝吉隆过程或称冰晶效应 绘出柯拉曲线草图； 该曲线所代表的物理意义是什么？ 在图中标明临界半径Rc和临界相对湿度fc（或临界饱和比Sc）； 试说明当环境相对湿度f fc（或饱和比S Sc）时，液滴半径如何响应环境f或S的微