基于飞机探测的华北南部低槽冷锋云系宏微物理结构特征

作者：付娇; 王姝怡; 董晓波^*; 王晓青; **帅; **南

来源：干旱气象, 2023, 41(03): 450-462.

• 层状云
• 云微物理结构
• 过冷水
• 飞机探测

为科学精准地开展人工增雨作业，通过搭载机载粒子测量系统(Particle Measuring Systems,PMS)的空中国王350飞机(编号3523)入云进行垂直和水平探测，并结合FY-2F卫星、天气雷达等资料综合分析2021年2月28日华北南部一次低槽冷锋层状云系的微物理结构和增雨作业条件。结果表明：降水云系为中低云，飞机探测到云顶高度为6 014 m，云顶温度为-17.7℃，云底高度低于582 m，云内0℃层高度为1 300 m，云体厚度大于5 400 m，暖云厚大于700 m，冷云厚大于4 700 m；卫星反演的云顶高度为5～6 km，与飞机实测值较为一致，卫星反演的云顶温度为-40～-25℃，比飞机实测值偏低。整个探测时段云系微物理结构不均匀，冷云内第二层冰水混合区(高度3 427～4 985 m、温度-12.4～-6.3℃)和第三层冰水混合区(高度5 449～6 014 m、温度-18.3～-15.3℃)出现云滴谱探头(Cloud Droplet Probe, CDP)探测的粒子数浓度大值区，最大值分别为146.80、170.75 cm-3，且过冷水含量分别达0.12、0.20 g·m-3。暖云内云微物理分布较均匀，在557～575 m和844～866 m两个高度层粒子数浓度均存在波动，CDP粒子数浓度值变化相对较大，云粒子图像探头(Cloud Imaging Probe,CIP)和高体积降水粒子分光仪(The High Volume Precipitation Spectrometer,HVPS)探测的粒子数浓度变化较小。冷云内云微物理分布不均匀，冷云区内在3 603～3 617 m、5 445～5 542 m和5 705～5 847 m高度层云粒子数浓度起伏变化均较大且存在多次跃增。冷云区多为固态冰相粒子，暖云区CIP和HVPS粒子谱宽均比冷云区粒子谱窄。初春时期低槽冷锋层状云系降水系统前期易出现混合层状云，云顶附近存在一定量的过冷水，找准增雨时机、增雨部位适宜播撒冷云催化剂，人工引晶催化潜力较大。