第二章人工影响天气原理暖云人工增雨原理24/10/232人工影响天气包括:•人工增雨(冷云、暖云)•人工防雹•人工消雾•人工削弱闪电•人工削弱台风•人类无意识影响天气24/10/233暖云人工增雨原理•暖云降水机制•人工影响暖云基础•人工影响暖云原理24/10/234尺度本质原因途径举例宏观过程降温上升膨胀冷却对流孤立对流Cu、Cb、Ac等镶嵌对流,即细胞对流Ac、Cc等斜升锋面斜升暖锋、缓行冷锋、静止锋上的Ci、Cs、As、Ac、Ns等地形斜升上坡雾、Sc等波动风切变荚状、波状、涡条状Ci、As、Sc等气流过山平流冷却暖湿空气流经冷地面暖区雾、海上及陆上平流雾及Sc等辐射冷却夜间辐射冷却地面、逆温层顶、尘埃或云层顶部形成的辐射雾及层状云云雾形成的宏微观条件湿空气达到饱和的主要途径-降温机制湿空气达到饱和的主要途径-降温机制湿空气达到饱和的主要途径-降温机制云雾形成的宏观条件24/10/239PeakLeewavecloud湿空气达到饱和的主要途径-降温机制霭霭停云濛濛时雨云雾形成的宏微观条件尺度本质原因途径举例宏观过程增湿平流增湿冷空气流经暖水面蒸汽雾湿空气流入冷地面雾、有时地面附有淞附物水汽运载辐合继之以上升膨胀冷却为形成云创造重要条件(温湿均变)乱流混合湿空气垂直混合乱流层顶降温增湿而致St、Sc等湿空气水平混合冷湿空气被混合后增温增湿(增湿为主)锋际云雾暖湿空气被混合后降温降湿(降温为主)湿空气达到饱和的主要途径MoistureMoisture云雾形成的宏微观条件尺度本质原因途径举例微观过程降低水汽饱和标准冰相出现云顶或高云的冰晶自然播撒雪幡冻结核新冻结核增入降温达冻结核活化温度大滴出现雪花下降融为大滴产生雷达回波吸湿性巨核溶化形成大滴混合核表面吸湿成大滴碰并成大滴溶液出现盐粒或SO2、CO2、NH3等溶入水滴工业雾降温高温水滴被气流带入低温区产生雷达回波高温区有低温气流进入局地膨胀降温飞行尾迹水滴带电离子附于水滴不重要云雾形成的宏微观条件尺度本质原因途径举例微观过程增湿水汽沿垂直递度扩散饱和空气接受外界扩散来的水汽碎雨云、秋晨水面雾、夏季雨后雾、极烟等降温增湿蒸发(本身只能使空气饱和)增湿造成水汽密度效应,可促进扩散增湿为形成云雾创造条件降温与增湿宏观与微观24/10/2315粒径为10µm的云滴增长到1mm的雨滴,其体积需要增长一百万倍!24/10/2316暖云微物理过程•凝结增长过程•蒸发过程•碰并增长过程•破碎过程云滴增长降水形成24/10/2317云滴的凝结增长研究云雾滴的凝结增长,必须有下面六个方程:①饱和比表达式②克拉珀龙—克劳修斯方程③质量扩散方程与环境的关系④热扩散方程与环境的关系⑤能量守恒方程质量、热扩散的关系⑥柯拉方程云滴特点24/10/23云滴的凝结增长柯拉方程云滴特点可以看出,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。24/10/2319云滴的凝结增长–柯拉曲线(续)•纯水滴饱和比随半径增大而很快减小,溶液滴饱和比则随半径增大而增大。前一曲线位于1线以上,说明曲率因子使饱和比大于1。后一曲线位于1线以下,说明溶液因子使饱和比小于l。•从综合曲线(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1线以上,说明曲率因子反而比溶液因子更为重要了。纯水纯溶液滴24/10/2320云滴的凝结增长–对云滴的增长或变小,都假定是由于空气中的水汽分子扩散所致。–设某点周围的水汽密度梯度为,有一个垂直于此水汽密度梯度的球面积为A。由于此水汽密度梯度的作用,使单位时间通过此球面积的水汽质量为。vddrdMdt24/10/2321云滴的凝结增长–定义水汽分子扩散系数为1vdMdtDdAdl意义:单位水汽密度梯度作用下,在单位时间通过垂直于水汽密度梯度的单位面积的水汽扩散质量;D恒为正值。1.94000.211,4040oopTDCTCTp24/10/2322云滴的凝结增长–对于所研究的云滴表面薄层,假设所有物理量均与方向无关,即各向同性。–由D的定义式有24vvdddMADlDdtdldl24vdMdlDddtl...