秦巴山区可降水云的云微物理及云降水过程综合分析

发挥卫星对云探测的优势，以卫星的云微物理反演技术为主，用高空间分辨率的极轨卫星为主分析秦巴山区云微物理特征，用高时间分辨率静止卫星跟踪其演变发展，从微物理特征中分析云降水过程。用飞机探测粒子谱、形状、相态个例分析云降水过程，检验各态历经假设的近似程度，及卫星T-Re分析云降水过程趋同性，发展改进卫星反演云微物理特征分析云降水过程的方法。发挥地面降水气候资料优势，用云降水物理学观点，从降水量、温度、水汽密度、降水日数、雷暴日数中分析云降水信息，这些量反映了雨滴质量、热力水汽状况、雨胚形成能力、供雨胚增长的云环境状况和降水过程是否完备等状况，可望合理分析出云降水特征，及反映出云降水过程信息。融合卫星、雷达、飞机、雨滴谱观测，把云微物理特征、降水特征和云降水过程藕合起来，揭示秦巴山区降水特征及相应的云降水过程，用卫星、雷达标识具有人工增雨潜力云系的特征，为人工增雨作业提供依据。

选择中国气候、水文和地理分界线的秦巴山区为主要研究区域，发挥卫星对云探测的优势，以卫星云微物理反演技术为主，用高空间分辨率的极轨卫星为主分析云微物理特征，用高时间分辨率静止卫星跟踪其演变发展，利用可视化的云物理特征和微物理垂直结构，分析云降水形成过程，深化该区域云降水形成机理的认识，为人工增雨作业提供依据。利用飞机云物理探测粒子谱、形状、相态等物理量，个例分析云降水过程，确定了卫星反演和飞机观测的粒子有效半径（Re）的趋同性，检验了卫星反演中的各态历经假设，及卫星反演分析和飞机云物理探测云降水形成过程的一致性，并以此为基础，完善了卫星反演云微物理特征分析云降水过程的方法。反演分析了大量的云降水历史个例，研究云降水微物理特征、结构，掌握了不同区域不同类型云的宏观特征和云降水形成过程特点及其差异。利用秦巴山区近50年的历史气候资料，分析了复杂地形下降水、温度、湿度、云量、风速、气溶胶等的时间变化特征，分析了降水和湿度与云量之间的关系，降水对温度的影响，近10年来气溶胶的直接、间接气候效应等，为区域内降水、温度等的长期变化归因提供多角度的科学依据。通过卫星资料和历史气候资料分析，从动力、大气热力学结构、气溶胶的影响等方面，初步建立了秦巴山区云降水概念模型。利用卫星反演分析结果，研究云中碰并过程或混合相（冰化）过程不充分云的物理特征，分析其粒子大小、过冷水、冰晶、冰水混合区的位置、范围等特征及其分布，研究其人工增雨潜力，标识具有人工增雨潜力云系的云降水过程，结合增雨作业试验与历史研究成果，提出了针对层云和对流云的指导人工增雨作业的微物理指示、指标和判据，确定适合人工增雨作业的条件，在人工增雨作业中加以应用，并对其总结和完善，为人工增雨业务提供技术支撑。利用多平台、多传感器的卫星资料，通过卫星反演技术，个例研究了受不同类型气溶胶影响的夏季对流云物理特征和微结构，在大量个例研究的基础上，利用统计方法，定量研究不同类型气溶胶的成冰作用，对国际上气溶胶的成冰活性研究会产生积极影响。