数值模式越来越多地应用于人工影响天气业务工作中。文中着眼北京地区人工影响天气业务对数值模式预报的需求,结合地基作业的特点,初步进行了碘化银(AgI)冷云催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验。试验采用同化了多种观测资料的北京睿图快速更新和多尺度分析预报系统-临近子系统(RMAPS-ST,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Short Term)的预报结果做为初始场,运用耦合了冷云催化模块的中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)进行冷云催化数值试验,催化模块添加在Morrison双参数微物理方案中,考虑了水汽在人工冰核上的凝华核化、凝结冻结和接触冻结核化过程,模拟范围覆盖北京地区所有的地面作业站点以及华北人工影响天气飞机作业区域。业务试验包括运行对照试验以判定具有催化潜力的地基作业站点及催化信息、进行预催化模拟和实际作业后的催化模拟。个例应用显示,冷云催化数值模式的业务试验可以预判未来一定时段内人工影响天气相关物理量场的变化及作业效果,可为前期人工影响天气地面作业方案的制定提供参考,后期可进行实际作业信息输入进行催化模拟,对比验证与分析可以改进和优化流程算法,不断提升制定地面作业方案的科技水平。
积层混合云是我国一种重要的降水系统,其降水既有对流云又有层状云特征。基于积层混合云的重要性,本文利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),结合三维粒子运行增长模式对2012年5月29日北京地区的一次积层混合云降过程进行了模拟研究。模拟的降水与雷达回波与实测结果基本一致。在此基础上,重点分析了混合云系中积状云与层状云各自的微物理结构特征与降水的发生机理等。结果表明:降水过程云内存在着明显的"播种—供给"机制,层状云中"播种—供给"机制相对简单。而对流云区中由于降水粒子可以发生上下多次的循环增长,"播种—供给"机制可在云的上下层间双向进行,云中粒子群可以增长得更大。在积层混合云中,在低层,层状云中已有的水凝物粒子进入内嵌的积云块中,而在高层水成物粒子又从积云中落到层云中,积层混合云系充分发挥了积云和层云各自的优势,从而降水效率较高。
