科研进展
华北地区冰核浓度的飞机观测研究

发布时间:2020-09-14编辑:王老师点击量:

华北地区冰核浓度的飞机观测研究

冰核是大气中一种很稀少的气溶胶粒子,它可以促进水汽或过冷水转化为冰晶,从而影响混合云或冷云的微物理特性、降水能力以及辐射效应。尽管高空中冰核粒子的浓度与云过程更为相关,但以前大多数的冰核观测都是在地面进行的。

由于缺乏对中国冰核浓度垂直分布特征的了解,银燕教授团队于201812月和20195月在河北省进行了冰核浓度的飞机观测,其中冰核浓度数据是通过静力真空水汽扩散云室分析得到的。研究表明,从0.5-5.5 km高度,冰核浓度的变化范围为0.13-10.53/L(活化温度为-17-26 °C)。冰核浓度在相同高度层内也有着较大的变化,但总的来说,冰核浓度随高度的升高呈递减的趋势。粒径大于0.5mm的气溶胶粒子的活化率随着高度的升高而增大,意味着在较高的高度采到的大粒子具有更好的成冰活性。后向轨迹分析结果表明,本研究中气团来自于西方和北方并没有对冰核浓度造成明显影响。在研究冰核与气溶胶之间的关系时,由于穿云过程会对气溶胶的谱分布造成较大的影响,所以以环境湿度90%为界限将采样区域分为高湿度区和低湿度区。在环境湿度较低的区域(相对湿度小于90%)采到的冰核浓度与大于0.5mm的气溶胶粒子数浓度之间有较强的相关性(R2>0.7,这说明大粒子数浓度在高空冰核浓度的参数化中也是一个重要的参数。

上述研究成果已经在Atmospheric Research上发表,得到国家自然科学基金(41590873, 41905125),江苏省自然科学基金(BK20190783)和江苏省基础研究计划(自然科学基金BK20190777)的资助。第一作者为博士研究生何川,通讯作者为银燕教授。

 

邢台(XT)和石家庄(SJZ)上空高(红)、低(蓝)湿度区冰核浓度(活化温度:-23°C;活化湿度:相对冰面124%)、总粒子数浓度、大粒子数浓度(>0.5mm)的垂直廓线。参考文献:

C. He, Y. Yin, W. Wang, et al., Aircraft observations ofice nucleating particles over the Northern China Plain: Two cases studies, Atmospheric Research (2020), https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105242

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