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本文对吉林省2007年5月15日高空槽天气过程和5月28日冷涡天气过程影响下形成的层状云降水个例进行了分析。利用PMS粒子测量系统和机载温湿仪等仪器取得的两次不同天气过程下层状云垂直探测资料,结合天气图和卫星云图等资料分析了吉林省春季两类典型天气系统影响下降水云系的宏微观结构特征;利用探测平飞时获取的资料对冷云可播性进行了分析;并应用一维层状云雨滴分档模式对两次降水演变过程进行了数值模拟。
由观测资料分析可知,高空槽影响下的As云中云滴数浓度最大值比冷涡影响的As-Sc云系高一倍;液态水含量方面,高空槽系统下As云中在0℃附近取得极大值,冷涡系统下As-Sc云系中,极大值出现在上层As云中-4.8℃左右处。高空槽系统影响下的As云中,FSSP-100、2D-C和2D-P探测到的粒子数浓度、含水量和平均直径随高度呈不均匀性分布;冷涡影响的As-Sc云中,FSSP-100测得As云中粒子平均直径远大于Sc,2D-C和2D-P探测到的上层As云中粒子浓度和液态含水量分布相对均匀,而下层Sc中粒子浓度、液态含水量值和平均直径都极小,这是由于云层之间存在一干层,使As云中的部分大云滴和雨滴在下降过程中迅速蒸发掉,不利于降水形成。两次个例中,不同高度层中云粒子谱型均差异较大。对云中可播性研究发现,高空槽影响的As云中可播区均为强可播区,冷涡系统影响的As-Sc云系中可播区的1/2为强可播区。
模式模拟结果显示,高空槽影响的As云系降水中,初始雨滴的形成主要依靠冰晶的融化;而冰粒子与过冷水的碰撞增长及云水的自碰并过程是产生降水的主要过程。冷涡影响下As-Sc云系形成的降水过程中,降水初始阶段是冰晶碰并过冷云水产生;降水持续阶段,雨滴的形成主要由云滴间的相互碰并完成,同时存在少量冰晶与云水碰撞形成雨滴的现象,从而形成连续均匀的毛毛雨。