冰雹形成的耗散结构理论

<正> 关于冰雹形成的机制,近年来的“累积带”理论,说明了一些问题,但此理论只说了云的空间结构,未谈及云中上升气流随时间振荡的规律,因而不能完整地说明冰雹的形成,从而对人工防雹也未能有确切的理论。徐家骝同志发展我国创立的云中物理量的起伏理论,用含水量和端流加速度的起伏来说明冰雹的形成。其理论既认为冰雹是由云中含水量和端流加     

山地对流云的数值模拟

采用地形追随坐标，首先建立了一个包含复杂地形的完全弹性三维中尺度暖云模式。利用该模式，主要模拟了地形抬升对云的触发作用，并进一步研究不同地形对已发展的对流云的动力影响。分析结果表明：在适宜的温湿条件下，一定高度的地形抬升能够生成较强的对流云；对于较弱的对流云，上坡地形能够使其发展增强，而下坡地形则会使其减弱。以上结论与观测事实和文献[4，5]结论相符，同时也证明了此模式引入地形后的动力学框架的合理性。     

三维冰雹云模式对重庆一次冰雹天气过程的数值模拟研究

利用三维冰雹云模式对2007年4月17日凌晨发生在沙坪坝的冰雹天气进行了数值模拟,结果显示:模式能够反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程.宏观方面:能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程,在发展初期,对流层低层为气旋上升区,在冰雹云发展的成熟阶段,低层辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层出现辐散下沉气流;微物理方面:能够模拟出各阶段的水汽混合比,固体水成物粒子之间的转化、增长过程.在80 min时,对累积量分析可知,霰粒自动转化为冰雹、雹碰冻云水增长、雹碰冻霰增长三种过程是形成雹的主要过程,分别占到雹总生成量的84％,9％,4％;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献.     

三维冰雹云模式对重庆一次冰雹天气

利用三维冰雹云模式对2007年4月17日凌晨发生在沙坪坝的冰雹天气进行了数值模拟,结果显示:模式能够反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程.宏观方面:能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程,在发展初期,对流层低层为气旋上升区,在冰雹云发展的成熟阶段,低层辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层出现辐散下沉气流;微物理方面:能够模拟出各阶段的水汽混合比,固体水成物粒子之间的转化、增长过程.在80min时,对累积量分析可知,霰粒自动转化为冰雹、雹碰冻云水增长、雹碰冻霰增长三种过程是形成雹的主要过程,分别占到雹总生成量的84%,9%,4%;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献.     

雷暴云动力与电结构耦合的数值模拟试验研究

介绍了在三维冰雹云模式中增加了电参量的环境下强对流雷暴云发展演变的动力结构与雷暴云电结构耦合的关系,及微物理电机制的影响和相互作用的进行数值模拟试验研究结果。     

地形对于对流云发展条件的数值模拟

本文采用地形坐标系，设计了复杂地形热力和动力作用下中尺度天气系统对流云发展的二维数值模式，由模拟试验得出了与理论和观测事实完全一致的结果，即地形的动力热力抬升作用及充沛的水汽源和不稳定层结有利于对流云的发生发展。     

祁连山林区冰雹发生危害概况及预防措施

祁连山区地形复杂,在温暖季节,空气对流加剧形成积雨云,产生强烈的雷雨或冰雹。位于祁连山东段天祝县的降雹时间集中于6~8月。肃南县的主要降雹时段在6~9月。民乐县沿祁连山区降雹时间集中在7~8月份。降雹时间多集中于午后14~17时。冰雹对林业生产的危害主要在种子园、母树林、幼林地和苗圃地。根据林区冰雹发生规律和现有气象监测条件及群众观察群经验,提出了冰雹灾害预报和防治措施。     

中β尺度地形与贵州冰雹和暴雨的关系

用滤波方法把贵州省中西部地区的地形分解成中β尺度地形场和较大尺度地形场，从中了解到中β尺度地形的特殊波形及由此而形成的较大纬向梯度与冰雹和暴雨的频繁发生有关；较大尺度地形的纬向和经向梯度与冰雹和暴雨的频繁发生也有一定的关系。从冰雹和暴雨的个例分析得知，中β尺度地形引起的较大地形上升速度与冰雹的发生及特大暴雨区降水强度的变化密切相关     

复杂地形条件下大气风场的三维数值模拟研究

基于k-ε湍流模型建立了大气风场的数学模型,本文计算了不同粗糙度复杂地形下风场,模拟结果给出了不同环境风速条件风场的速度等值线,粗糙度为0.1 m的地形的气流输运能力要大于粗糙度为1.0 m地形,这为下一步研究污染物的迁移扩散打下了基础.     

层状云人工催化物理效应的数值模拟

对于自然云催化过程的数值模拟可以再现人工催化后云的宏微观物理响应特征,有助于提高对人工催化机理的科学认识,优化人工催化方案。在天气研究与预报(weather research and forecasting, WRF)模型Thompson微物理方案中加入碘化银人工催化过程,对2018年河北省一次层状云催化过程开展数值研究。数值模拟结果表明,采用与实际催化过程相似的催化剂量,层状云降水个例催化后冰晶含水量及地面降水显著增加。该次降水个例自然云中冰相粒子较少,自然云中冰相过程不活跃,数值模拟结果再现了降水个例催化后从过冷却到冰、雪晶含量明显增加的转变。相同催化剂量下,催化层厚度的减少提高了播撒率,进一步优化了催化效果,可见,应该在云中过冷水含量丰富的云区开展冷云催化作业。人工催化过程增加的冰晶通过凝华过程增长并自动转化为雪晶,雪晶增长下落过程中以凇附过冷云水增长为主。催化过程导致地面降雪显著增加。     

高空槽引发的黔东南降雹天气过程诊断分析

利用自动站逐时降水资料和FNL1.0°×1.0°资料对高空槽影响下的黔东南地区降雹与非降雹型天气进行合成诊断分析,针对黔东南的特殊地形,计算了垂直螺旋度的局地变化及其分解项,并得出新的诊断量,结合其他动热力因子的分析表明:降雹型天气大气呈上干下湿,非降雹型整层水汽条件差异较小,850hpa水汽辐合强度小于降雹型天气.降雹型螺旋度整层为正值,非降雹型螺旋度在较低层出现较小正值,中上层小于零.降雹型700hpa垂直螺旋度通量散度在降雹前出现闭合的大值区.湿螺旋度在两种类型天气中均为下层负值,高层正值,降雹型湿螺旋度上层与下层之间梯度较非降雹型大.     

豫西丘陵地形对冰雹灾害落区的影响分析

利用三门峡市新一代多普勒天气雷达2006--2009年冰雹个例资料,结合豫西山区地形特征,分析了豫西丘陵地形对冰雹灾害的时空分布特征与落区的影响,结论如下：豫西地区每年都会发生雹灾多次,对当地经济作物危害很大;最早产生冰雹灾害的月份为5月,最晚为10月,其中以6月产生次数最多;冰雹灾害产生时间多在午后到傍晚,集中时段是在14—16时,傍晚之后的18—22时也有一个弱的峰值,而每日的6-12时没有产生过冰雹灾害．冰雹灾害影响范围比较小,最大直径（影响范围内两点间最大距离）一般不超过50km,大多数雹暴的雷达初始回波出现在降雹点的西北部,少数出现在降雹点的东北部、西南部或西部．豫西大部分地区都可能产生冰雹灾害。但在丘陵地形的影响下,有2个较集中的地带,一个在渑池县境内,另一个在卢氏县中北部到灵宝市南部地区．冰雹灾害落区均分布在山体的迎风坡上,且都在河流沿岸或附近．基于以上结论总结得到豫西山区冰雹灾害预报预警的重要着眼点及方法．     

ASTM F320-2010标准冰雹的抗压力学性能实验研究

结合ASTM F320—2010标准《航空与航天透明外壳冰撞测试》用人工冰雹,制备了两种形状、7种含量纤维增强的冰柱和冰球,基于万能试验机实施了两种加载速率下的单向压缩实验,探索了人工模拟冰雹的非线性压缩力学性能。将纤维增强冰雹与纯冰类比,发现了纤维含量对冰雹抗压强度有提高效果,不同纤维含量在不同加载速率下对冰雹抗压性能的影响存在差异,提出6%纤维含量的人工冰雹撞击测试应纳入未来商用航空发动机及民用大飞机适航取证的吸雹实验考虑范围。     

复杂地形电力线机载激光雷达点云自动提取方法

针对传统电力线自动提取方法提取复杂地形下电力线效果较差的不足,从输电走廊机载激光雷达点云数据特征出发,在分析复杂地形下传统方法提取电力线问题的基础上,提出了一种电力线自动提取的新方法,并应用实际线路点云数据进行了可行性验证.所提方法首先通过空间划分将长距离、复杂地形转换为多个小距离尺度空间组合,基于子空间特征的差异化高程阈值分割算法实现地物点分离,解决了传统单一高程阈值分割法不能有效识别电力线与地物点高程重叠的不足,然后利用高程密度分割算法实现杆塔定位与电力线提取,并提高算法效率.案例试验结果表明,所提出的方法能实现复杂地形下和平坦地形下的电力线准确自动提取,且提取的正确率高,算法效率较好,提出的算法可用于工程.     

宝鸡渭北冰雹成因及其对策

目的冰雹是一种局地范围的灾害性天气,宝鸡渭北地区冰雹灾害非常严重,对农业生产危害极大。根据宝鸡渭北地区冰雹分布及地理环境的特征,分析了地形地貌、植被、土壤对冰雹的影响机理,提出了相应的减灾对策。方法将冰雹发生频率与地理环境进行对比分析。结果下垫面的热力非均匀性是冰雹强度增加的主要因素。结论根据当地情况,提出了加强预测预报、植树造林和改良土壤以及减弱上游冰雹形成因素的对策。     

四足机器人步态参数优化及探索性行走策略

为实现四足机器人在复杂的地形环境、有限的能量供应和不可预知的干扰下运动稳定，提高四足机器人穿越复杂地形的能力，采用了粒子群优化算法对经典步行步态参数进行优化，提出了一种易于实现、能适应不同地形的探索性步态. 所提出的探索步态不需要立体视觉或激光雷达所感测到的任何地形信息，机器人通过IMU传感器和足端力传感器接触地面来感知地形. 针对提出的优化方法和步态策略进行了仿真和实验，验证了所提出的探索性步态在穿越不平坦地形时的运动能力.      

长治市冰雹天气的气候特征分析

针对长治市在1980—2003年发生的冰雹灾害天气,从时间尺度、时空地理分布、月年际变化、冰雹源地、冰雹主要影响路径以及降雹关键日等方面进行了分析,为冰雹灾害天气预报提供了可靠的气候背景。另外对500hPa天气图进行了分析,给出了长治降雹的3种(冷槽型、冷涡型、西北气流型)天气形势。应用最优子集回归法对500hPa,850hPa图上高空指标站温度、温度露点差、风向、风速进行定量化选取,给出了冰雹灾害天气预报的某些参数及综合性预报指标。     

陕西富县冰雹预报方法与防雹作业剂量研究

通过对富县近十年气象资料分析研究,总结出了富县发生冰雹的主要路径,出现冰雹前的高空天气形势,并提出了雷达回波的相关判据和降雪前延安观测站的相关高空气象要素指标。提出了有效的防雹对策及三七炮弹的作业剂量。对有效防御冰雹,减轻雹灾损失,为该县农业保驾护航具有十分重要的意义。     

明代雹灾的关联信息挖掘研究

本文对收集的明代雹灾史料进行整理和分类,构建了我国明代的雹灾数据库,将雹灾的定性描述转化成定量描述.根据冰雹的大小和造成的危害进行等级划分,对发生雹灾时伴随的其它阵性天气现象进行统计分析.利用关联挖掘模型——CARMA算法挖掘不同等级的雹灾与风、雨、雷电等阵性天气的关联性及其有关规律.结果表明,明代的雹灾与雨的关联性最大,其次是风和雷电,它们易带来大雨雹或大风雨雹等灾害.同时不同等级的雹灾发生时伴随着其他的阵性天气的置信度也存在着差异,因此当雹灾出现的时候,应同样考虑到其他如暴雨、狂风、雷电等强对流天气灾害造成的危害.作者通过本文的研究获得了雹灾的关联信息,对于指导雹灾的预报与支持决策有一定的参考价值.