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积层混合云微物理特性的飞机观测研究

飞机观测,液态水含量,冰雪晶形态,谱型

积层混合云中对流雨核的存在对冰雪晶微物理特性和降水形成有重要影响。本研究利用“太行山东麓人工增雨防雹作业技术试验示范项目”期间获得的层状云系飞机探测数据，分析了降水云系的微物理特征。针对2017年5月22日一次混合相层状云降水系统，利用飞机垂直盘旋探测和水平分层探测资料，分析了不同云区的过冷水含量和冰雪晶形态，重点对比了层云区和对流雨核区冰雪晶凇附特征和谱型分布。观测数据表明，对流雨核区过冷水含量丰富，主要位于-3至-6℃层，其极大值可达0.6 g m^-3，而层云区过冷水含量一般不超过0.1 g m^-3。

与层云区相比，对流雨核区冰雪晶谱分布有两处明显差异。一个不同之处是，在对流雨核区从-15到-10℃层，冰雪晶最大尺寸显著增加，由不足6000 μm增加到1 cm以上，这是由于冰雪晶形态由宽枝状向辐枝状及其聚合体的转变。另一个不同之处是，在对流雨核区的-3至-5℃层，25–205 μm之间的小尺度冰雪晶浓度较大，存在冰晶繁生过程，并且凇附状与针状粒子共存。