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雲滴譜
鎖定
單位體積中雲滴的數量隨雲滴大小的分佈。
- 中文名
- 雲滴譜
- 外文名
- clouddroplet-size distribution
- 相關術語
- 滴譜 雨滴譜 霧滴譜
- 學科分支
- 大氣物理學
雲滴譜描述
雲中各種直徑的雲滴所佔的數目隨直徑的分佈,又稱雲滴尺度分佈。一般的雲滴濃度是從很小的值開始隨直徑陡增到峯值,然後緩慢下降,在大滴一端形成一條“尾巴”。實測的雲滴譜變化很大,往往與一般形式不同,有的滴譜是在小滴端緩升而在大滴端陡降,有的則存在兩個峯值(如圖1)。雲滴譜是雲滴羣經過核化、凝結、碰並、夾卷等過程後的產物,與雲的種類、發展階段、所處雲內部位、氣團屬性、有無降水等密切相關。如海洋性雲的雲滴譜一般比大陸性雲的濃度小、直徑大、譜寬(雲滴大小不均勻),如圖2所示。又如地形雲、層狀雲和積狀雲的滴譜,一般情況為濃度增大、直徑變小、譜變窄。
[1]
雲滴譜雲滴一般特徵
雲降水的過程中,不同大小的液滴是混合且連續存在的。微觀上通常根據水滴的下落規律,將半徑小於100微米的水滴稱為雲滴,其中50~100微米的稱為大雲滴。雲滴的存在必須具有至少接近飽和的相對濕度,在許多雲體中心部位,相對濕度通常大於100%,達到過飽和狀態
[3]
。表1給出了一些雲中典型雲滴的物理特徵參數。其中層狀云云滴較小,積狀云云滴較大,但在晴天時,積狀雲中雲滴大小與層狀雲的相似。
類別
| (典型)半徑/微米
| 數密度/釐米3
| 含水(冰)量/毫克·米-3
|
層雲
| 0.5~30
| 10~1000
| 350(100~500)
|
積雲
| 10~1000
| 100~1000
| |
大陸性積雲
| 6(2~30)
| 450
| |
濃積雲
| 10(2~40)
| 200
| 1000
|
積雨雲
| 20(2~100)
| 100~1000
| 2000(1000~10000)
|
捲雲
| 0.01~10
| 1~10
| |
極地平流層雲
| 1~10
| 0.001~0.01
|
雲滴譜相關計算
設直徑為D至
的雲滴濃度為
,則雲滴譜為
“K-M”分佈
對數正態分佈
式中a,b為待定參數;r為粒子半徑;rg為幾何平均半徑;σg為幾何標準差。
此外,根據雲滴譜還可計算雲滴濃度(N)和含水量(W)等
- 參考資料
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- 1. 梅森(Mason B J),中國科學院大氣物理研究所譯.雲物理學:科學出版社,1978
- 2. Rogers R R and Yau M K. A Short Course in Cloud Physics. 3rd ed. Pergamon Press. 1989
- 3. 楊軍,陳寶軍,銀燕,等..雲降水物理學:氣象出版社,2011
- 4. Heintzenberg J and Charlson R J. Clouds in the Perturbed Climate System: Their relationship to energy balance, atmospheric dynamics, and precipitation. MIT Press: 2009