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孙晶: 作品数：47 被引量：312H指数：13; 供职机构：中国气象局更多>>; 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>; 相关领域：天文地球航空宇航科学技术理学更多>>

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对流云冷暖云催化数值模式研发与应用: 2024年; 云降水和催化模式在人工影响天气研究以及人工影响天气理论、播撒技术等方面得到了广泛应用,相关的理论发展主要体现在静力催化、增雨和防的正相关催化效果、微物理过程和动力过程的相互作用、催化时间窗口、催化效果和过量催化概念等方面。1979年以来,中国气象局人工影响天气中心发展了多种对流云和层状云模式;20世纪80年代,相继发展了双参数混合相层状云模式和双参数混合相对流云模式。; 楼小凤孙晶史月琴房文苏正军; 关键词：人工影响天气动力过程双参数

云降水和人工影响天气暖云催化数值模式研发与应用进展: 2024年; 暖性云系是主要的降水云系之一,也是开展人工影响天气作业的重要对象,使用催化数值模式进行机理研究、催化预估和效果评估,将为人工影响天气作业提供关键依据和科学指导。针对半个多世纪以来的暖云催化数值模式发展,在系统介绍和对比基于总体积水、分档、拉格朗日超级粒子及混合微物理方案的吸湿性催化模式研发进展的基础上,全面阐述了系列模式围绕播撒型盐粉及燃烧型焰剂在人工增雨、消雾、消减雨、实际催化效果评估以及暖云催化机理研究方面的应用,剖析了当前研究中存在的问题和不足,并对未来研发和应用重点方向进行展望。将对深入发展暖云催化数值模式并基于其开展云降水机理研究和我国人工影响天气业务应用具有重要的指导意义。; 沈淑婧史月琴刘卫国花少烽孙晶; 关键词：微物理方案人工影响天气

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响被引量：22: 2009年; 利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合。重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用。结果表明：降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升,降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱。这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 g.kg-1的过冷云水。祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响。降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱。地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm。; 孙晶楼小凤胡志晋; 关键词：地形降雪微物理过程

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅱ):人工催化试验被引量：10: 2009年; 利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2006年2月7~8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验,研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响。进行了不同剂量和不同高度的催化试验,详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化。结果表明：累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区,催化后累积降雪中心雪量增加,增雪区周围出现分散的减雪区。过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件。加入人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水,冰晶和雪的量值均有所增加,雪碰并冰晶过程、冰晶转化过程、凝华过程是雪增长的主要过程,相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强。这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变,周围的上升运动减弱,雪的含量减少,产生了减雪区。; 孙晶楼小凤史月琴胡志晋; 关键词：降雪

安庆地区一次飞机积冰的气象条件分析被引量：14: 2019年; 利用卫星、雷达、探空、飞机等观测资料和NCEP再分析资料,以及数值模拟结果,对2016年3月8—9日我国安庆地区的云系特征和飞机积冰气象条件进行了分析,并对比了几种积冰指数算法的计算结果。结果表明,此次飞机积冰发生在寒潮天气背景下,强冷空气造成锋面逆温。实测飞机积冰现象出现在对流降雨结束后的层积云层顶部,积冰高度对应高空锋区逆温层底部,云顶高度约为3.4 km,云顶温度为-10℃,无降水和雷达回波,云中主要为过冷水,丰沛时段飞机观测过冷水平均值为0.36 g m^-3,基本无冰相粒子。当云顶高度再度抬升,冰相粒子增多时,过冷水含量减少,不利于积冰现象发生。多种积冰指数对比分析表明,CIP初始积冰潜势算法较好体现了此次层积云飞机积冰特征。CPEFS模式模拟出了与实测比较一致的云宏微观结构。; 孙晶蔡淼王飞史月琴; 关键词：飞机积冰过冷水寒潮

一次西风槽过程过冷云水分布特征观测研究被引量：11: 2014年; 过冷云水生消演变规律是云物理学和人工影响天气的重要研究领域。根据Hobbs 1974年提出的假定,利用飞机、卫星、雷达和雨量计等观测资料,对2012年9月21日河北一次西风槽天气过程进行观测研究,分析其过冷云水分布特征及演变规律。结果表明,槽前云系过冷水区宽厚并且过冷水含量较高,云滴浓度和均立方根直径较大并且均匀,冷云区厚而且没有分层,没有暖云配合;近槽云系中冷云区小粒子浓度降低但云滴直径增大,冷云区夹有干层,云系变厚出现暖云配合,冷暖云液态水含量较高,冷暖云区大粒子和降水粒子浓度和尺度增大,中尺度云团移动较快;槽后云系中云滴浓度最大,但云滴均立方根直径明显减小,过冷水区出现的高度下降、厚度很薄、过冷水含量较低,冷、暖云之间有干层,暖云对应的大粒子浓度和降水粒子浓度非常大,地面降水主要由暖云过程产生;云水(过冷水)含量峰值常出现在云内逆温层的上方;利用云粒子测量系统(PMS)资料分析过冷云水生消演变特征与卫星和雷达资料具有较高的一致性。; 杨文霞周毓荃孙晶吴志会

河南省一次秋季层状云降水增雨潜力的观测和数值模拟分析被引量：15: 2013年; 利用常规天气资料、加密探空资料、地基微波辐射计资料和气象卫星资料,结合数值模式MM5V3分析了2002年10月19日河南省层状云降水人工增雨潜力。资料分析表明,这次降水过程的潜力区主要分布在700～300 hPa高度上,07:00、13:00和16:00时刻;从数值模拟结果看,增雨潜力的时空分布同探空分析大体上一致,云系中含有比较丰富的过冷水,冰晶粒子浓度不是很多,这种水成物的配置存在引晶催化的增雨潜力,有利于降水的形成。; 石爱丽郑国光孙晶段靖; 关键词：层状云增雨潜力数值模拟

CAMS复杂云微物理方案与GRAPES模式耦合的数值试验被引量：30: 2008年; CAMS复杂云微物理方案是混合相双参数方案,包括11个云物理变量和31个云物理过程,能够同时预报水成物的比质量和数浓度。通过在GRAPES非静力中尺度模式中增加预报量并修改相关程序后,实现了二者的耦合,耦合后模式运行稳定。选取2005年8月15—17日我国华北地区一次暴雨过程,利用耦合后的模式进行48h模拟试验,同时还选取了GRAPES模式中其他3个比较复杂的微物理方案进行模拟,着重分析了降水和水成物分布的模拟结果。研究结果表明:CAMS方案能够模拟出与实测相接近的雨带分布特征,并且对降水演变的模拟结果与其他方案比较一致,对暴雨中心位置的模拟有待改进。CAMS方案模拟的水成物垂直分布与其他方案相比具有相似的总体特征,各相态粒子的量级和分布合理,不同方案的结果在量值上有所差别。个例分析结果显示出CAMS方案对降水和水成物的分布能够合理描述。今后应通过更多个例进行更为精细的模拟试验,对新方案进行检验。; 孙晶楼小凤胡志晋沈学顺; 关键词：微物理方案 GRAPES模式

减弱对流云降水的AgI催化原理的数值模拟研究被引量：14: 2014年; 在对流云模式中增加了AgI两个预报量,耦合了考虑受水汽过饱度和温度影响的4种核化机制的AgI催化模块,使其具备了对AgI类催化剂的模拟能力,能够研究AgI类催化剂对对流云系统的影响。利用该模式对一次华南对流云降水过程进行了AgI催化数值模拟试验,对人工减缓对流云降水的可能性及原理进行了研究。模拟结果表明,在适当的时机对适当的部位进行大剂量的催化,可以减少总降水量,也可以减少最大降水中心的雨强。当催化浓度达到2×10~8 kg^(-1)时,可以减少32%的降水量,具备有效减缓对流云降水的可能性。大剂量催化后,大量的AgI粒子在冷区核化后,消耗了大量的过冷水。催化后霰粒子的落速和雨水的落速减小。催化阶段由于霰融化成雨水减少而使降水减弱。催化结束后在霰融化成雨水增多的情况下,雨水的蒸发大幅增加,从而导致了降水量的持续减少。AgI在模拟的强对流云中主要以受过饱和度影响的凝结冻结和催化剂长时间作用的浸没冻结这两种方式成核。研究所用催化方法在外场作业中具有技术可行性。; 楼小凤孙晶史月琴张邢; 关键词：对流云降水数值模拟

一次低槽冷锋层状云系结构和过冷水分布特征的模拟研究被引量：8: 2015年; 本文利用耦合了CAMS云微物理方案的WRF中尺度模式的模拟结果结合飞机、卫星、雷达、地面雨量等观测资料,对2012年9月25日山西一次低槽弱冷锋降水层状云系的宏微观结构和过冷水分布特征进行分析,试图研究低槽冷锋层状云系结构特征及过冷水形成的宏微观条件,为人工增雨作业提供依据。模拟的天气形势、降水、云顶温度、雷达回波、水成物的演变与实测基本一致。结果表明：此次降水过程的系统为低槽弱冷锋,且锋面后倾,位于锋前的云系前部为高层冷云,云顶温度-40℃左右,以冰相粒子组成,没有降水;锋区云系变成高层冷暖混合云,冷区以少量过冷水和大量冰相粒子组成,地面降水最大;处于锋后的云系后部为高层冷云,云顶温度-30℃左右,不存在过冷水,以较少冰相粒子组成,地面降水较弱。过冷水主要分布在锋面前方低于-5℃层,高度偏低、含量偏少,过冷水一方面因垂直上升速度供应水汽维持,另一方面因冰相粒子的凝华而消耗。过冷水层及其下部上升运动较弱、而其上部上升运动较强,不利于在过冷区长时间维持大量液态水,反而促使冰相粒子发展旺盛,此处水汽相对水面不饱和、相对冰面饱和,大量冰相粒子消耗水汽,不利于过冷水的存在,导致云场仅存在少量过冷水。本次过程中,冰核浓度的增大仅增大冰晶浓度,对雪霰含量及-5~0℃的过冷水几乎没有影响。; 刘涛孙晶周毓荃彭冲闫非; 关键词：数值模拟过冷水

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