云中液态水含量在人工影响天气中的应用论文

　　摘要：针对云中液态水含量的重要意义，不同方法探测云中液态水含量的优点和不足进行了详细地阐述，并提出了云中液态水含量在人工影响天气中的应用前景。
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　　1云中液态水在人工影响天气中的意义
　　对于大气中的液态水分布特征和演变规律一直是大气科学工作者所关心的问题。云中液态水与辐射之间的相互作用、云中液态水的反馈作用对全球气候变化产生十分重要的影响;云中液态水含量是一个重要的气象学和云物理参数，是人们了解云物理过程的必不可少的研究特征，是指导人工增雨作业的有效指标，也是直接影响人工增雨效果的重要因素。
　　在人工影响天气领域中，云中的液态水含量在一定程度上表征着过冷水的含量，而过冷水含量是衡量区域人工增雨潜力和增雨作业条件选择的重要指标之一。针对我国北方地区进行人工增雨的混合型目标云系而言，通常将这类云系自上而下分为3层:冰晶层，位于－25～－30℃以下的区域，由于冰晶浓度高，通过凝华增长到一定程度后下落，对中间层起着“播种”冰晶的作用;冰晶和过冷水滴共存层，温度在0℃以下，通过冰水转化过程长大，相当于起着“饲养”冰晶的作用，在该层的下部，过冷水滴丰富，已经长大的冰晶可以捕获过冷水滴而凇附增长，形成雪花或霰;水滴层，温度在0℃以上，中间层粒子下落到此层后融化成雨滴，雨滴继续下落过程中碰撞长大。由此可见，过冷水滴以及液态水的含量在中间层和最下层中都对降水的形成起着非常重要的作用。
　　
　　2云中液态水含量的探测手段论文
　　云中液态水的定期测量对气候变化研究、灾害性天气监测和预报以及人工影响天气实际业务指挥都具有十分重要的作用。由于云、雨结构在时间和空间上的复杂性，实际探测云中的液态水含量一直是人们关注的一个问题，在现有的技术条件下如何精确、及时地确定云中液态水含量是大气科学面临的重要任务。随着现代科技的不断发展，目前对液态水含量的探测方法有微波辐射计、卫星遥感、飞机、雷达等，各种方法有各自的优点，但同时也存在着缺陷。
　　
　　微波辐射计探测液态水含量的技术方法比较成熟，探测时间的连续性较好，但是在空间上无法获得大范围的面信息;卫星探测液态水含量是利用卫星上搭载的探测设备得到的数据进行计算、反演等，覆盖范围广，但是在时间和空间分辨率上都受到限制，不能满足人影指挥作业的需要;飞机机载仪器虽然可以飞入云中直接探测云中的液态水含量，但是由于我国目前的增雨飞机飞行多是以业务型增雨作业为主，进行专门的探测飞行的较少，同时，飞机探测不能进行降水全过程的探测，所以也不能满足有效探测云中液态水含量并实时指导人工增雨的需求。
　　雷达的探测范围和时间连续性的特点都能够满足人工影响天气作业的需要。我国自1998年开始布设新一代天气雷达网以来，雷达产品在人工影响天气方面起着非常重要的作用。自从垂直积分液态水含量(VIL)由Greene等提出以后，它作为一种多普勒雷达产品，反映降水云体中在某一确定的底面积格点区域的垂直柱体内液态水总量的分布，是业务应用次数最多的产品之一。由于VIL能够直接反映空中水资源的分布，所以可以将其作为指导人工增雨作业的重要参考指标。迟竹萍等选择不同雷达反射率因子与液态水含量关系计算降水条件下各特定层垂直积分含水量，并结合天气资料及雷达速度场分布特征分析降水云层演变特征及人工增雨播云条件，确定增雨作业时间和区域;李薇等分析了层状云降水整体VIL及0℃层上、下部VIL的分布特点，指出0℃层上部VIL对北方人工增雨作业区域的选择更具指导意义;王慧娟研究表明雷达VIL能反映0℃层上部不同高度积分液态水含量的变化，显示VIL的高值区，为人工增雨作业区的选择提供指导，并认为VIL能够全面地反映雷达探测范围内空中降水粒子的整体分布，较雷达强度回波更适合人工增雨作业区域的选择虽然VIL产品在人影作业中得到越来越广泛的应用，但由于无法准确分辨降水粒子的性质，而整层VIL产品是按照不同雨滴谱建立雷达反射率因子与液态水含量关系获得的，根据谱型的变化以及降水粒子性质的不同，雷达反射率因子与液态水含量之间存在着不同的关系，给VIL的计算带来一定的误差。
　　3前景展望
　　雷达、卫星、机载液态水含量的探测设备以及微波辐射计等在人工影响天气中都起着重要作用，并且随着仪器精度和技术的改进，其在人工增雨的实时指挥作业的工作中将发挥更加巨大的效用。但是，基于目前观测仪器存在的欠缺，如何将各种液态水含量的探测仪器进行联合观测，建立不同仪器探测液态水含量指标之间的关系，达到标定目的的同时，实现液态水含量的高时间分辨率的细网格观测是人工影响天气工作的迫切需要。

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