《表1 2014年9月23日09时40分—12时10分飞机探测资料》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《一次积-层混合云系垂直结构和降水机制的飞机观测资料分析与数值模拟》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

图4是上、下午的飞行轨迹。结合飞机宏观记录和飞行轨迹可以看到，上午飞机起飞后在3000、3700和4300 m附近进行了3次平飞探测，从获取的云中液态水含量（表1）可以看到，探测云系含水量不高，3个阶段最大液态水含量仅为0.836 g/m3，平均最大也仅为0.13 g/m3。对应的云粒子图像显示，探测到的都是云滴或少量雨滴（图略）。从11时03分开始，飞机开始爬升，在爬升至高度5000 m之前（图5a），云内温度处于-8℃以下，从爬升过程对应的云粒子图像可以看到，随着高度的升高，云中分别对应云滴-柱板状小冰晶共存、凇附聚合大冰晶、枝状-板状冰晶共存的情况；5000—7500 m，温度处于-8—-19℃，观测的冰晶形状基本为板状，并且多为形状清晰的单个冰晶（图5b、c、d)；7450 m高度附近的平飞阶段以冰晶聚合体为主，并没有出现体积较大的雪晶（图5e）。根据实验室和外场观测的研究可知，适宜板状冰晶形成的温度为0—-4℃，适宜柱状冰晶形成的温度为-4—-8℃，适宜辐枝状冰晶形成的温度为-8—-22℃（Fukuta，et al，1999；Heymsfield，et al，2010）。因此，前述飞机在高于-8℃处观测到的聚合大冰晶可能为高层冷云层下落所致，这与朱士超的观测（朱士超等，2014；Zhu，et al，2015）结果比较一致。此外，由图像分析可以看到，在飞机自最高处（7400 m附近）盘旋下降至约4000 m的过程中，观测到云中有较多的辐枝状冰晶，并且聚合冰晶的数量明显多于爬升阶段（图5f），对比雷达回波和飞行轨迹可以看到，盘旋下降阶段比爬升阶段晚约20 min，探测的回波稍强于爬升阶段，表明下降阶段云中较大粒径的水成物含量较上升阶段有所升高，尺度有所增大。由于液态水含量不高，在整个飞机探测过程中凇附冰晶的数量远少于聚合冰晶，这在粒子图像中有非常直观的显示，可以推测，本次探测的积-层混合云中由于过冷水含量相对较低，冰晶的聚合和凝华过程可能是云中粒子增长的主要过程，后面将用数值模式对这一结果进行验证分析。