云滴谱

编辑:隧道网互动百科 时间:2019-11-14 05:02:17
编辑 锁定
单位体积中云滴的数量随云滴大小的分布。
中文名
云滴谱
外文名
clouddroplet-size distribution
相关术语
滴谱 雨滴谱 雾滴谱
学科分支
大气物理学

云滴谱描述

云中各种直径的云滴所占的数目随直径的分布,又称云滴尺度分布。一般的云滴浓度是从很小的值开始随直径陡增到峰值,然后缓慢下降,在大滴一端形成一条“尾巴”。实测的云滴谱变化很大,往往与一般形式不同,有的滴谱是在小滴端缓升而在大滴端陡降,有的则存在两个峰值(如图1)。云滴谱是云滴群经过核化、凝结、碰并、夹卷等过程后的产物,与云的种类、发展阶段、所处云内部位、气团属性、有无降水等密切相关。如海洋性云的云滴谱一般比大陆性云的浓度小、直径大、谱宽(云滴大小不均匀),如图2所示。又如地形云、层状云和积状云的滴谱,一般情况为浓度增大、直径变小、谱变窄。[1] 
图1  不同类型云中云滴尺度谱分布 图1 不同类型云中云滴尺度谱分布
图1 不同类型云中云滴尺度谱分布[1] 
图2 海洋性积云(a)和大陆性积云(b)内云滴的尺度分布[2] 

云滴谱云滴一般特征

云降水的过程中,不同大小的液滴是混合且连续存在的。微观上通常根据水滴的下落规律,将半径小于100微米的水滴称为云滴,其中50~100微米的称为大云滴。云滴的存在必须具有至少接近饱和的相对湿度,在许多云体中心部位,相对湿度通常大于100%,达到过饱和状态[3]  。表1给出了一些云中典型云滴的物理特征参数。其中层状云云滴较小,积状云云滴较大,但在晴天时,积状云中云滴大小与层状云的相似。
表1 云滴的典型微物理特征[4] 
类别
(典型)半径/微米
数密度/厘米3
含水(冰)量/毫克·米-3
层云
0.5~30
10~1000
350(100~500)
积云
10~1000
100~1000
大陆性积云
6(2~30)
450
浓积云
10(2~40)
200
1000
积雨云
20(2~100)
100~1000
2000(1000~10000)
卷云
0.01~10
1~10
极地平流层云
1~10
0.001~0.01

云滴谱相关计算

设直径为D
的云滴浓度为
,则云滴谱为
云滴谱的一般分布形式可用Khrgian-Mazin(简称“K-M”)分布、对数正态分布等经验表达式描述:
“K-M”分布
对数正态分布
式中ab为待定参数;r为粒子半径;rg为几何平均半径;σg为几何标准差。
此外,根据云滴谱还可计算云滴浓度(N)和含水量(W)等
参考资料
  • 1.    梅森(Mason B J),中国科学院大气物理研究所译.云物理学:科学出版社,1978
  • 2.    Rogers R R and Yau M K. A Short Course in Cloud Physics. 3rd ed. Pergamon Press. 1989
  • 3.    杨军,陈宝军,银燕,等..云降水物理学:气象出版社,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
词条标签:
中国气象学会 大气物理学