冰晶粒子雖然只占懸浮的水汽凝結體的很少部分,但它強烈影響地球輻射平衡和氣候,以及云電極化和降水,是當前科學研究的重點。初始冰晶的形成是一種核化過程。目前冰晶的核化理論并不完善,特別是異質核化過程,受氣溶膠和大氣環(huán)境的影響。大氣中冰晶形成過程極其復雜且未被完全認知,其內在的實際主導機制以及環(huán)境條件,氣溶膠特征和冰晶進一步增長之間的清晰聯(lián)系并未建立。當前對云內冰晶形成的外場觀測很少,特別是初始的冰晶形成過程缺乏有效的觀測手段。激光雷達作為一種先進的大氣主動遙感手段,被廣泛用于大氣探測。激光雷達具有非常高的時間和空間分辨率,且相對于其他主動遙感手段是唯一能識別氣溶膠的儀器。地基激光雷達對于固定目標區(qū)域持續(xù)探測的能力,使其對于初始冰晶的形成過程研究是最適合的手段。本論文利用武漢大學三套地基激光雷達系統(tǒng)結合常規(guī)的無線電探空儀對武漢上空的冰晶形成事件進行了分析。這是世界上第一次云內初始冰晶形成過程的觀測,展示了從液水增長到初始冰晶形成過程級別的圖像,以及初始冰晶的形成位置(位于云頂),為自然大氣中冰晶的形成過程提供了新的認知。論文研究內容主要包括:1)簡單介紹了大氣中冰晶核化過程,并總結了當前不同研...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１冰晶異質核化的基本方式圖解：凝華核化，凝結核化，浸潤核化和接觸核化

ｎｕｄｅａｔｉｏｎ，?ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ?ｎｕｄｅａｔｉｏｎ，?ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ?ｎｕｄｅａｔｉｏｎ，?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｎｕｄｅａｔｉｏｎ．?Ｔｈｅ?ｉｃｅ??ｆｏｒｍａｔｉｏ打?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ?ａｒｅ?ｄｅｓｃｒ化ｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?化ｘｔ．??經(jīng)典的冰晶異....

圖１．２更多的冰晶形成機制圖解

圖１．２更多的冰晶形成機制圖解。（ａ）內表面接觸核化（ＤｕｒａｎｔａｎｄＳｈａｗ，２００５）。（ｂ）云滴??汽化產(chǎn)生的冰核（民ｏｓｉｎｓｋｉ?ａｎｄ?Ｍｏｒｇａｎ，?１９９１）和隨后發(fā)生的凝華核化，表示為汽化凍結核??化。內表面接觸核化和汽化凍結核化分別擴展了圖１．１里呈現(xiàn)的接觸....

圖１．３大氣對波長為３５５ｎｍ的入射激光在３００Ｋ和標準大氣壓下的拉曼后向散射譜，其中氮氣??和氧氣的相對含量分別為０．７８巧日０．２０９，水汽混合比為ｌＯｇ／ｋｇ?（引自Ｗａｎｄｉｎｇｅｒ，２００５）

對于大氣常見分子來說，能級的躍遷包括轉動能級和振動能級的躍遷，分別??對應純轉動拉曼譜和振動拉曼譜。由于振動能級的能量間隔大于轉動能級的能量??間隔，因此振動拉曼譜頻率偏移大于純轉動拉曼譜頻率偏移。圖１．３所示的是大??氣常見分子（氮氣，氧氣和水汽）在入射激光波長為３５５ｎｍ時的....

圖１．５激光雷達系統(tǒng)的基本結構（Ｗａｎｄｉｎｇｅｒ，２００５）

與振幅Ａｘ，Ａｙ和Ｓ的取值有關。??綜上所述，當相位差Ｓ從－７１到３１變化時，電矢量端點的運動軌跡變化情況如??圖１．４所示。??沒＝—方?巧象限?－－－方／２?巧剛象貼?０??Ｓ困圏固困??＇＇?左銘?＞??０?巧一象狼?死１２?巧二襲齡?巧??固固畫巧ｍ??阻曲固腳困??Ｖ?....

本文編號：4031564