积层混合云是我国重要的降水系统,云内对流雨核区降水较大,是人工影响天气作业重点关注的对象。飞机探测是认识该类降水云系的重要手段,但是由于对流区垂直气流较强,飞机进入其中时,会有一定程度的颠簸,影响飞机安全。因此,针对积层混合云系开展的综合探测并不多,云内对流雨核区含水量和增雨潜力仍有待深入研究。
图1 飞机上看到的淡积云
大气所雷恒池研究团队分析了2017年5月22日一次混合相层状云降水系统的飞机观测数据。利用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。与层云区相比,对流雨核区冰雪晶谱分布有两处明显差异。其一为-10℃层,冰雪晶最大尺寸显著较大,可达1cm以上,其形态为辐枝状及其聚合体;其二为在对流雨核区的-3至-5℃层,凇附状与针状冰雪晶共存,小尺度冰雪晶浓度较大。从五次垂直盘旋探测中的三次可观测到明显的针状冰雪晶区,但是仅有对流雨核区的云系条件符合Hallett-Mossop冰晶繁生机制。
图2 对流雨核区冰雪晶形态图
该研究可为后续开展积层混合云人工增雨作业指标的判断提供参考,现已预出版发表在Advances in Atmospheric Sciences上。该研究得到国家重点研发计划(2019YFC1510300、2018YFC1507900)和国家自然科学基金(41575131)的资助。
Citation: Hou, T. J., H. C. Lei, Y. J. He, J. F. Yang, Z, Zhao, and Z. X. Hu, 2021: Aircraft Measurements of the Microphysical Properties of Stratiform Clouds with Embedded Convection. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-021-0287-8. (in press)