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本文第一部分为研究雨凇雾凇形成机理,先分析了贵州省1990年和1991年的雨凇雾凇历史资料,重点以分析贵州冬季雨凇雾凇多发期的月平均温度和雨凇雾凇出现时雾微物理特征为主。比较了雾中有无雨凇雾凇时雾滴的尺度大小和含水量变化等,得到了如下结论:
(1)雨凇雾凇的形成主要与环境温度、相对湿度和降水量有关,风速风向对雨凇雾凇和电线积冰形成的形状和方向产生一定影响。
(2)有无雨凇雾凇的出现对平均雾滴谱的影响不显著,但是分析雾滴的平均直径、体积中值直径、含水量和数浓度等雾微物理特征量的最大值和最小值可以发现仍有不同。出现雨凇雾凇时,滴谱特征量的最大值要小于没有雾凇出现时的特征量最大值,而其最小值却要大于后者的最小值。在这一次的观测中,在有雨凇雾凇的天气里,雾滴谱的起伏变化幅度要相对较小,而只有雾出现时,变化幅度要大一些。
本文第二部分重点分析了2009年1月15日至3月5日观测期间湖北恩施雷达站的两次冻雨过程。以分析冻雨发生时的探空层结演变和雨凇雾凇发生时的雾滴谱为主。冻雨出现时的层结一般为有逆温层出现,上下冷,中间暖,近地面温度低于0℃且冷层较薄,暖层高于0℃,冷层与暖层搭配适当。以层结面积法为基础,根据典型冻雨层结模型建立层结统计模式,分析历年大气层结资料,得到冻雨发生前后的层结演变,进而得到冻雨发生时的大气层结统计模式和预报模式。
统计模式以作冻雨过程中分析层结演变为主,分析了从地面到高空冷层和暖层的高度、厚度以及暖层的最高温度和冷层的最低温度,冻雨发生前后层结的演变可作为预报模式的基础。预报模式结合实测MICAPS资料以及冻雨过程中的层结演变预报未来24小时的冻雨发生概率,利用观测所得到的雾微物理特征量资料,分析雨凇雾凇的形成原理和冻雨过程中雾微物理特征量。与第一部分分析的贵州资料得到的结论一致,有无雨凇雾凇对雾的微物理特征量平均状况影响不大,但是雾滴数浓度的减少特别是小滴的减少,与雨凇雾凇期温度低,冰晶的存在有关,这个条件有利于冰晶效应的发生,使得小滴逐渐蒸发,水汽在冰晶上凝结。