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暖雲
(雲體類型)
鎖定
暖雲定義
暖雲繁生機制
雲中水滴增大—破碎—再增大—再破碎的循環往復過程,常用來解釋暖雲降水的形成,稱之為“鏈鎖反應”,有時也稱為暖雲的繁生機制。
由於衝並作用,水滴不斷增大,在空氣中下降時就不再保持球形。開始下降時,底部平整,上部因表面張力而保持原來的球形。當水滴繼續增大,在空氣中下降時,除受表面張力外,還要受到周圍作用在水滴上的壓力以及因重力引起的水滴內部的靜壓力差,二者均隨水滴的增長及下降而不斷增大。在三種力的作用下,水滴變形越來越劇烈,底部向內凹陷,形成一個空腔。空腔越變越大,越變越深,上部越變越薄,最後破碎成許多大小不同的水滴。
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水滴在下降過程中保持不破碎的最大尺度稱為臨界尺度,常用等體積球體的半徑來表示,稱為臨界半徑或破碎半徑。在不同的氣流條件下,臨界半徑是不同的。如在均勻氣流條件下,臨界半徑為450—500μm。而在有擾動的瞬時氣流條件下,臨界半徑約為300μm。在自然界中觀測到的臨界半徑為300—350μm,這是因為大氣具有湍流的緣故。當大氣中的雨滴增大到300—350μm 時,就要破碎成幾個較大的滴和一些小滴,它們可以被上升氣流攜帶上升,並在上升過程中作為新一代的胚胎而增長,長大到上升氣流支託不住時再次下降,在下降過程中繼續增大,當大到臨界半徑後,再次破碎分裂而重複上述過程。
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暖雲人工影響暖雲降水
在暖雲中,膠性穩定狀態(雲是由懸浮在空氣中的液態水滴和冰晶、雪花等所組成的氣溶膠體,按照膠體化學的説法,懸浮在氣相中的這種液相或固相的水質點如果保持其各自的原有狀態不變,則稱作膠性穩定)的維持往往是由於雲中缺乏大水滴,滴譜較窄,衝並作用不易進行之故。暖雲內不可能有冰晶效應,促使降水形成起決定性作用的是水滴大小不均勻和衝並過程。因此,要人工影響暖雲降水可以引入吸濕性核(如食鹽)。由於其能在低飽和度下凝結增長,故可在短時間內形成數十微米以上的大滴。也可直接引入30—40μm 的大水滴,從而拓寬滴譜,加速衝並增長的過程,達到降水的目的。或引入表面活性物質(能顯著減小水滴表面張力又可抑制蒸發的物質),改變水滴的表面張力狀態,以利於形成大水滴並促使其破碎,加速鏈鎖反應,從而形成降水。
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我國南方大量的野外試驗中,發現在暖性對流雲頂播撒大顆粒(直徑大於100μm)、大劑量(每千米幾十千克)的鹽粉,效果很顯著。對於發展快、垂直厚度大、含水量豐富而又有上升氣流的暖性對流雲進行反覆催化,可以得到大量降水。但是這種方法消耗食鹽量大,效率低。要求飛機有較大的載量。
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- 參考資料
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- 1. 周淑貞.氣象學與氣候學:高等教育出版社,1997
- 2. 顧震潮.雲霧降水物理基礎:科學出版社,1980
- 3. 葉家東等.風暴和雲動力學:氣象出版社,1989
- 4. 暖雲 .911查詢[引用日期2021-07-06]