人工影响天气的理论基础课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,云降水过程,强迫耗散系统中的混沌过程,云降水物理基础回顾,第二章人工影响天气的理论基础,一、大气（云降水）过程,强迫耗散系统中的混沌,3,物质世界的确定性,因果关系,理论,牛顿,定量,由初始条件预测系统发展,实验,误差：初始条件？,有人认为“混沌”是继相对论、量子力学后的第三次革命,非线性动力系统,4,19,世纪末庞加莱关于“三体问题”的讨论是确定论的试金石,1889,年庞加莱因一篇关于三体问题无法求解的论文获得瑞典国王,60,大寿设立,2500,克郎和一块金牌,“关于三体问题的动态方程”,(Sur le probleme des trois corps et les equations de la dynamique),，,1890,，,Acta Mathematica,，,270,页,Lorenz,蝴蝶效应,混沌,Lorenz, E. N., 1963: Deterministic Nonperiodic Flow.,Journal of the Atmospheric Sciences, 20, 130-141.,Lorenz, E. N., 1963: Deterministic Nonperiodic Flow.,Journal of the Atmospheric Sciences, 20, 130-141.,Lorenz, E. N., 1963: Deterministic Nonperiodic Flow.,Journal of the Atmospheric Sciences, 20, 130-141.,8,混沌,One meteorologist remarked that if the theory were correct, one flap of a seagulls wings could change the course of weather forever.“,“,Predictability: Does the flap of a butterflys wings in Brazil set off a tornado,in Texas?,”,9,分岔,10,分岔,人工影响天气,云降水物理基础回顾,12,（尺度）谱分布,设,r,1,：1-3,m,，,n,1,=100,个/,cm,3,；r,1,=2 m,r,2,：3-7,m,，,n,2,=160,个/,cm,3,； r,2,=4 m,则：,n(r,1,)=50,个/,cm,3,m,n(r,2,)=40,个/,cm,3,m,13,较常使用的谱分布形式主要有：,Junge,幂函数分布、,Deirmedjian,修正,函数,分布、对数正态分布和,Zold,分布。,Junge,幂函数分布：,在大气中的质粒，从十分之几微米到几十微米尺度之间的等间隔对数半径区间内，质粒的总累积体积为一常数,谱分布,14,由谱分布可计算气溶胶的各种特征参量：数浓度、峰值半径、中值半径、平均半径、均方根半径等,谱分布,15,云雾的组成,16,云滴谱,小滴较少，中等尺度滴较多，大滴较少，且在大滴方向有长尾巴。,17,云滴谱,Khrgian-Mazin,分布,已知峰值,n,p,及峰值半径,r,p,：,18,云滴谱特征量,数密度,平均半径,含水量,19,云滴谱特征量,能见距离（假定水的无量纲散射效率因子为2）,雷达反射率因子,实际观测到的谱分布多采用纯数学拟合，可将,Khrgian-Mazin,分布曲线转化为线性关系进行,20,云滴谱特征量,雨滴谱,最常用的测定降水的宏观特征量就是地面上的,降雨率,（降水强度,）。,而最常用的表示降水的微观特征量便是雨滴大小的分布函数（即滴谱）,马歇尔和帕尔默(,Marshall and Palmer，1948),雨滴谱,23,云雾的组成,24,云滴大小,25,云的胶体稳定性,26,云的胶体稳定性,冰雹的增长,冰雹的干增长,在,含水量小,而,温度低,的云区，因为冰雹碰并的水量少，因而冻结释放的,潜热,也少。再加气温低，雹块,散热,快，因此碰撞雹块的过冷水滴未及从冰雹表面漫流开来就已冻结为冰，在一定的程度上保持其圆球形，冻滴之间留有许多空隙，形成不透明层次。,冰雹的湿增长,相反，如果云的,含水量比较大,，环境气温也不太低，则冰雹的,散热,不及冻结,潜热,释放的快，被碰撞水滴只能有一部分冻结，过冷水在冰雹表面铺展成水膜，冻结过程在水与冰的交界面上进行，形成的冰层透明而密度大。,冰雹云结构,冰雹的增长过程,人工影响天气：基本思路,除少数情况，人工影响天气实际是,人工影响云,，一方面,改变云中微物理条件及过程,，另一方面,通过第一方面的作用促使云中宏观动力过程产生相应变化,。,现阶段人工影响天气工作主要是通过人为地在云中播撤（,Cloud Seeding,）某些物质，改变云、雾和降水的物理过程，以达到以下目的：,(1)增雨（雪）,Precipitation Enhancement,(2)抑制冰雹,Hail Suppression,(3)消雾、消云,Fog Dispersal,