雹云物理与防雹的原理和设计PDF电子书下载

第一编 雹（强对流）云物理 1

第一章 冰雹微物理 1

1.1 冰雹 1

1.2冰雹的微物理结构特征 3

1.2.1雹胚 3

1.2.2雹块的结构 3

参考文献 4

第二章 冰雹（强对流）云 5

2.1 冰雹云 5

2.1.1上升气流的速度需大于15m/s 5

2.1.2云体具有深厚的负温区 6

2.2冰雹云的分类 7

2.1.3长的生命史 7

2.3冰雹云的发展过程 9

2.4冰雹云的物理模型 11

2.4.1雹云雷达回波和气流结构模型（Browning,Lud1am 1962） 12

2.4.2累积带冰雹形成模型（Сулаквилидэе 1967） 14

2.4.3超级单体冰雹云模型 16

2.4.4单体冰雹云模型 23

2.4.5有序多单体冰雹云模型 24

2.4.6超级单体——龙卷模型 25

2.4.7其他类雹云模型 27

2.5冰雹云类型与环境场的关系 27

2.6冰雹云的移动、传播和分裂，积云的合并 29

2.6.1移动和传播 29

2.6.2分裂和合并 35

2.7冰雹云单体的组合（织）和雹云云系 40

2.8强对流（雹）云的地面观测的物理特征 46

2.8.1 强对流（雹）云过境时地面气象要素场的变化 46

2.8.2雹云地面降雹带（雹击带） 48

2.9冰雹云的观测特征 50

2.9.1冰雹云的雷达回波特征 50

2.9.2冰雹云的闪电特征 55

2.9.3冰雹云的声信息 56

参考文献 57

第三章 冰雹形成机制 59

3.1雹胚的形成 59

3.1.1凝结（华）增长 59

3.1.2并合增长 61

3.1.3雨滴冻结 65

3.2雹块的增长 65

3.3冰雹形成机制的研究思路和方案 67

3.4冰雹粒子群的运行增长规律 67

3.4.1理想环境场的静态模拟和动态模拟 71

3.4.2实例模拟 78

3.4.3模拟结果的讨论 82

3.4.4小结 84

3.5强对流（雹）云中水凝物粒子的积累 85

3.5.1云中粒子群的累积 85

3.5.2对流云中粒子群累积的数值模拟 86

3.6强对流（雹）云中云水的消耗 89

3.6.1 大粒子在增长运动中对云水场的消耗 90

3.6.2结语 91

3.7强对流（雹）云中的特征回波结构的数值模拟 92

3.8冰雹的分层结构的模拟试验 93

3.9规律的再现和观测验证 95

3.9.1“零线”和回波模拟与多普勒雷达观测事实的比较 95

3.9.2再现 97

参考文献 99

第四章 强对流（雹）云数值模式 100

4.1引言 100

4.2强对流（雹）云的性质和对模式的宏观动力、热力场描述功能的要求 100

4.2.1 动力框架 100

4.2.2边界条件和初始条件 103

4.2.3差分计算方法 105

4.2.4宏观场方程组 106

4.3适合于强对流（雹）云的冰雹形成机制的微物理框架 108

4.3.1冰雹是降雨（雪）过程的进一步发展 108

4.3.2冰雹形成的微物理过程的参数化描述方案 111

4.3.3冰雹（降水粒子）形成的微物理过程的粒子群分档描述方案 117

4.4方程的数值解法 119

4.4.1 Eu1er式差分解法 120

4.4.2半Lagrange解法 122

4.4.3全Lagrange式的粒子增长运行模式（轨迹模式，H3TRAJ） 123

4.5综述 126

附录1 国内有关云模式研究和应用的情况简介（附表1～4） 128

附录2各发生项和转化项的表达式 131

附录3水凝物和水汽场之间的平衡调整 147

参考文献 148

第二编 防雹原理和积云增雨 149

第五章 播撒防雹原理 149

5.1播撒防雹原理 149

5.2播撒防雹原理实施中的问题 152

5.3最近雹云物理的进展对四个命题的回答 154

5.3.1第一个命题（雹胚形成和大雹运行增长）的回答 154

5.3.2第二个命题（及时有效的“利益竞争”）的回答 156

5.3.3第三个命题（多型多变的雹云中的规律）的回答 156

5.3.4第四个命题（人工雹胚的浓度）的回答 157

参考文献 159

6.2爆炸对云体的作用表现 161

6.2.1农民和地方政府的评价 161

6.1 引言 161

第六章 爆炸防雹原理 161

62.2统计检验 162

6.2.3物理变化 163

6.3爆炸产物和它们对云过程的可能作用 169

6.3.1爆炸产物 169

6.3.2爆炸碎片 170

6.3.3冲击波 172

6.3.4声波 174

6.3.5扰动气流 182

6.3.6重力波 190

6.3.7爆炸的微物理防雹作用 192

6.4爆炸作用的外场试验取证和数值模拟再现 196

6.4.1爆炸对雾影响的数值模拟（实验结果的再现和理论的检验） 196

6.3.8讨论 196

6.4.2外场炮击云试验 200

6.5炮响雨落数值模拟试验 204

6.6爆炸扰动气流场对大气稳定度的影响 206

6.7本章小结 207

6.7.1爆炸防雹原理 207

6.7.2爆炸作用与播撒作用的结合 208

6.7.3关于雷电的作用 208

6.7.4关于云顶爆炸的反应 209

6.7.5关于火箭发射中的激波和尾流的作用 209

6.7.6关于在雹云中实施爆炸后地面观测到降软雹的问题 209

6.7.7进一步的工作 210

参考文献 210

7.1.1一维模型 212

7.1.2二维模型 212

第七章 防雹概念模型 212

7.1防雹概念模型简介 212

7.1.3三维模型 214

7.2新的防雹概念模型 215

7.3零线和作用区的判定 218

7.3.1多普勒雷达观测方法 218

7.3.2一般雷达观测方法 218

7.3.3 目测方法 218

7.4防雹区布局原则 219

7.5本章小结 220

参考文献 220

8.1 引言 221

第八章 积云（对流云）物理与积云增雨 221

8.2 积状云降水的一些观测事实 223

8.3 阵雨形成机理 224

8.3.1研究方案 224

8.3.2合成旋转环境风场的模拟结果 226

8.3.3台成静风场（理想）个例（xg1-hr） 234

8.3.4实例模拟的模拟结果 236

8.4分析和讨论 242

8.4.1“零域”的动力特征和大粒子形成“穴道” 242

8.4.2粒子的集中和积累 243

8.4.3关于主入流区 243

8.4.4大粒子的循环增长 244

8.5积云人工增雨实施方案的设计 244

8.6对流云物理和对流云增雨 245

8.7结语 247

参考文献 248

第三编 防雹实施方案的设计 249

第九章 冰雹预报与冰雹云识别 249

9.1冰雹预报 249

9.1.1有利于产生冰雹的天气形势 249

9.1.2冰雹与高空急流活动的关系 250

9.1.3冰雹与高空冷空气活动的关系 250

9.2雷达回波判别冰雹云 250

9.2.1多普勒天气雷达冰雹云回波特征 250

9.2.2数字化雷达冰雹云回波特征及判别指标 254

9.2.3常规雷达冰雹云回波特征 255

9.3闪电定位系统判别冰雹云 256

9.3.1 闪电频数的月变化 257

9.3.2闪电次数的时变化 257

9.3.3冰雹云闪电特征 258

9.4卫星云图识别冰雹云 261

9.4.1冷涡后部对流云团 261

9.4.2冷锋云系前方对流云团 261

9.4.3冷锋云系前沿对流云团 261

9.4.4云顶温度判别指标 262

9.5冰雹云的宏观识别 262

9.5.1利用冰雹云的外貌形态识别 262

9.5.2利用声音识别 262

9.5.3利用光识别 262

参考文献 263

9.5.4从地面气象要素演变特征识别冰雹云 263

第十章 防雹的条件及外场作业（试验）方案设计 264

10.1我国人工防雹的发展历程 264

10.2自然降雹特征 265

10.3防雹网的布局与外场环境条件的选择 269

10.3.1 高炮作业点的布设及环境条件的选择 269

10.3.2火箭作业点的布设及环境条件的选择 269

10.4作业工具与弹药 270

10.4.1“三七”高炮和炮弹 271

10.4.2火箭发射系统 272

10.4.3地基碘化银发生器 277

10.5高炮防雹、增雨作业（试验）方案设计 277

10.5.1防雹作业方案的设计 277

10.6高炮、火箭防雹（增雨）作业（试验）的资料获取 280

10.5.2火箭防雹作业方案设计 280

10.6.1资料收集的内容 281

10.6.2雷达资料的收集 281

10.6.3降雹及灾情资料 281

10.6.4作业点及作业区雨量资料 281

10.6.5地面防雹增雨作业记录 281

参考文献 282

第十一章 防雹作业的决策指挥和组织实施系统 283

11.1人工防雹的监测预警（决策指挥）系统 283

11.2防雹作业的（预警）决策指挥系统功能与总体设计 284

11.2.1系统的整体设计 284

11.2.2系统的功能及分系统设计 285

11.2.5微机及网络设备 287

11.2.4通信与网络 287

11.2.3闪电定位联网系统 287

11.3系统的设计原则 288

11.4人工防雹的组织实施 289

11.4.1高炮人工增雨、防雹作业（试验）的组织实施 289

11.5作业的安全管理 290

第十二章 防雹效果的检验和效益评估 291

12.1统计检验 291

12.2区域回归试验 292

12.3防雹效果的物理检验与分析 293

12.3.1测雹板资料获取与分析方法 294

12.3.2邻近两个测雹点的对比分析 295

参考文献 296