①稳定度云的发展与降水.ppt

冰雹产生在发展旺盛的积雨云中，通过碰并增长形成。 冰雹的中心有一个核心，称为雹胚。它们可能是一个霰颗粒。冰雹就是在它的基础上通过碰并增长而形成的。 反映二种不同的增长过程。 透明冰是先有一层液体水，然后再冻结而形成的，这种冰结实，密度大约在0.9g/cm3。 不透明冰是过冷 水滴或冰晶直接碰 上去就冻结了， 其间还留有许多气泡。 比较松软，密度也只有 0.5g/cm3左右。有时 在气泡缝隙中还有未 冻结的水。 冰雹中的透明冰和不透明冰 冰雹的干、湿增长 形成不透明冰的条件是云中温度很低，过冷水和冰晶的含量较少，在冰雹与它们碰并冻结时所释放的热量可以被及时地扩散出去，过冷水和冰晶立即冻结形成了一些空隙，使冰是不透明的。称为干增长。 形成透明冰的条件是云温度比较高，云的含水量比较大，碰并冻结时所释放的热量较大而不能及时被扩散出去，冰雹表面温度升高而形成一层液体水，然后由内向外冻结，形成透明冰。称为湿增长。 当然上面所说云温度的高低也是相对的。实际上冰雹是干增长还是湿增长取决与单位时间碰并冻结上去水量所释放热量是否能被及时扩散出去。 碰并冻结上去水量和云含水量以及冰雹的半径有关，能扩散出去的热量与云的温度以及冰雹的半径有关。因此对一定大小的冰雹，在某一云温度时有一个临界含水量值。 实际含水量大于临界含水量就湿增长；小于临界含水量就干增长。 雪 很多雨实际上是雪，不过它在掉到地面之前已经溶化了。 在夏季，零度层高度大约在3600米，雪花在通过零度层以后有足夠的时间使雪片溶化。 在冬季，零度层高度小于300米，甚至地面温度也低于零度，雪片就直接落到地面了。 雪花形状 雪花有各种各样的形状，它们基本上是六角形结构，这是和水冻结时晶体结构有关。 最基本冰晶形状有板状、柱状、星状和针状。 各种形状冰晶是和它形成时环境的温度湿度条件有关的。 雪量也是一个十分重要的气象量。但它比雨量更难测。 雨量筒的方法无法用来测量雪量，因为雪花常常会粘结在筒口上。也有人设计在筒口加热的雪量计，在下方测量溶化后的水量。但要控制加热系统能及时将雪都溶化，而又不使水份蒸发是很困难的。 气象上经常用积雪深度来反映降雪的多少。如果地面温度低于零度，下来的雪完全不溶化，积雪深度可以反映降雪量。一般积雪深度1cm相当于1mm降水量。 若地面温度高于零度，有一部份雪先溶化了，积雪深度就不能反映降雪量了。 其他类型的冰冻降水 冻雨、雨夹雪（sleet） 米雪（Snow Grains） 霰（雪丸）（Snow Pellets） 冻雨Sleet 冻雨 – 透明的小冰球 D ? 5mm 融解的雪花或者雨滴在冷表面上冻结形成 如果冷表面很浅，雨滴在达到地面前不冻结，这是冻雨。 如果雪片在溶解成雨滴后又遇见一层温度很低的层次，它们会冻成冻雨，一种硬的圆形冰粒。一般是透明的，直径约5mm。它们着地会反弹，并发出声音。 如果底层空气温度还不够使雨滴冻起来，或冷的层次不够厚，它们会以过冷水的形式达到地面。这时它们会附着在各种物体上，形成闪闪发光的冰挂，很美丽。 冰雨形成示意图 米雪（Snow Grains）是小的不透明的冰粒。相当于冻结起来的毛毛雨。直径小1mm，一般从层状云中产生，从来不从积状云中形成，也不是阵性的。落到硬的地面会反跳。 霰（雪丸）（Snow Pellets）是白色不透明的冰粒子，直径小于5mm，有时和米雪（SG）不容易区分，但它们是不同的。霰（雪丸）是容易碎的，软的，着地也不反跳。它们一般是随着阵性降水，尤其是从积雨云中下落。 如果积雨云有比较高的含水量，而零度层比较接近地面。由于大气不稳定，温度随高度递减很快。一个冰晶落到云的中部，温度大约在-23度，它的周围有许多过冷水滴和小冰晶。因为温度很低，它碰并增长很快，粒子也比较松软，这一过程称为凇结。形成雪丸。 总结 干绝热过程、湿绝热过程 大气稳定度 抬升凝结高度、对流凝结高度 云的发展 云的种类与大气运动的关系 降水 降水类型 高积云或层积云，由于在云生成的层次中风速较大，或者在这一层中风向随高度有改变，可能出现云街，即积云块成一条条的排列。 如果风向切变适合，还可能形成波浪云（Billow clouds）。 有时候，高积云在垂直方向发展比较旺盛，出现堡垒状的突起，称为堡状高积云。 堡状高积云的出现表示对流层中部大气巳经很不稳定了。如果白天对流层下部的不稳定发展起来，和中部一结合，形成深厚的不稳定层。这样对流发展会很強烈。 混合过程产生层云 在大气边界层顶部，常常存在一个逆温层，形成一个稳定的盖子。 在边界层中常常是下湿上干，但都没有达到飽和。也没有云。 若在边界层中发生垂直的混合，下部的水汽被送到上部並使上部气层达到飽和，上部就会形成层云。 降水（precipitation） —