0 引言
水资源短缺是影响我国北方地区农业发展的重要因素，在我国干旱半干旱地区更甚（杨春荣等，2011）。近年来，随着全球气候变暖，干旱区面积加速扩张，干旱发生频率增多，水土流失、植被破坏及自然灾害频发使得生态环境更加脆弱，生态环境的恢复和可持续发展一直是科学研究的热点（赵雪雁等，2015），而开展人工增雨作业，有效开发空中云水资源，是维持生态环境可持续发展、缓解水资源短缺的有效手段之一（陈乾和田清鉴，2013；许志丽等，2022）。内蒙古自治区属于干旱半干旱气候区，干旱发生较为频繁，严重影响农牧业生产（杨阳等，2022；李慧等，2023）。内蒙古自治区是最早开展人工增雨作业的省区之一，且常年开展人工增雨作业，飞机作业规模居全国之首，科学、高效地实施人工增雨作业对当地抗旱增雨、气象防灾减灾、生态修复等方面都具有重要的现实意义。
飞机人工增雨作业的主要云系为降水性层状冷云。大量观测和分析（Rangno and Hobbs，2001）表明，层状云结构和降水过程不仅与云中冰晶浓度、云的厚度和过冷水含量有关，也与暖层特性有关，还与云内的微物理过程和动力过程有关（Orville et al.，1984）。早在20世纪60年代初，我国就开始利用铝箔取样技术对降水性层状云中的冰晶、雪晶进行飞机观测（游来光等，1965），发现在我国北方层状冷云中冰晶浓度很高，过冷水较少且通常只在-20~0 ℃的云层中存在。在20世纪80年代初，我国开始引进国际先进的机载云物理探测系统，并结合卫星、雷达、探空、地面降水观测等手段，对北方地区云、降水物理、人工增雨资源及其自然背景等问题开展外场考察和人工增雨试验研究，建立了北方地区几种降水系统的云物理概念模型。随后很多科研及业务工作者利用增雨机载气象和云物理探测仪器对不同区域的云降水物理结构和人工增雨条件进行了研究（张连云和冯桂利，1997；李淑日等，2001；秦彦硕等，2015；周黎明等，2016；付娇等，2023），并根据云系的宏微观特征识别人工催化作业云系，用于判别增雨潜力区、作业时机、催化手段和方法等（胡志晋，2001；陈文选和王俊，2001；孙玉稳等，2015）。如针对河南春季16个层状云个例模拟发现，不同类型层状云降水微物理过程各有不同，普遍存在“播种—供应”机制（周毓荃，1997）；在青藏高原东部春季降水云层中，云滴尺度宽、冰晶浓度较低，降水云层中增雨潜力较大（李仑格和德力格尔，2001）；河北地区层状云人工增雨潜力区一般只占云区的1/2左右，有时存在大片的强可播区（杨文霞等，2005）；吉林省春季降水性层状云的可播度可达86%，其中雨层云云型的人工降水潜力最大，避光层雨云云型次之，潜力最小的是透光高层云（刘健等，2005）；陕西延安地区降水性层状云中过冷水滴和冰晶共存层可能是发生降水的关键（王扬锋等，2007）。
人工增雨作业可播度，是一种判断即将作业的云系是否具备作业可能性的指标。研究表明，云中过冷水含量和云滴数浓度是云中重要的微物理要素之一，在系统性层状冷云人工增雨工作中，云中的过冷水含量、云滴数浓度也是判断人工增雨作业潜力条件、作业可播度的最重要参数之一（周德平等，2004）。从理论上看，用过冷水含量和冰晶数浓度识别增雨潜力区最适当，但实际开展工作时，由于不能直接测量过冷水含量，用过冷水含量作为判据识别增雨潜力、作业可播度不可靠（陈保国等，2010）。在北方层状云人工增雨试验研究中，游来光（1994）指出在掌握宏观天气系统、云系结构的基础上，利用机载粒子测量系统（Particle Measuring System，PMS）实时探测资料研究云系的云粒子浓度、尺度的水平和垂直分布特征，可提高对云降水形成机理的认识。陶树旺等（2001）结合雷达回波、粒子测量系统探测资料以及GPS定位资料，得到了云中可播性判别指标。
由于自然云雨的复杂多变以及对云的催化技术掌握不足，在实际人工增雨作业中，难以把握适当时机、适当部位，判断人工增雨潜力仍是一个非常复杂的科学问题。因此在实施人工增雨作业前，对作业云系的宏微观特征进行预判，提前确定合适的作业区域，科学地实施人工增雨十分必要。本文利用2018—2019年内蒙古中部地区人工增雨机载云粒子探测资料，研究层状云微物理及可播度特征，提高对云物理特征的认识，以期为飞机人工增雨作业选择作业时机、作业部位提供科学依据。
1 资料与方法
1.1 资料及处理
主要使用内蒙古中部地区2018—2019年机载云粒子探测数据。探测仪器为机载大气粒子测量系统，该系统包括降水粒子图像探头（Precipitation Imaging Probe，PIP）（100~6 200 µm）、云粒子图像探头（Cloud Imaging Probe，CIP）（25~1 550 µm）、云和气溶胶探头（Cloud and Aerosol Spectrometer，CAS）（0.54~50.00 µm）、热线含水量仪（Liquid Water Content Sensor）（0~3 g·m-3）、云凝结核计数器（Cloud Condensation Nuclei Counter，CCN）（0.5~10.0 µm）、大气温湿探测系统及露点温度计等。
表1 2018—2019年层状冷云作业个例统计
Tab.1
| 作业日期 | 天气系统 | 飞行时间 | 催化时间 | 探测时间 |
|---|---|---|---|---|
| 2018-04-04 | 高空槽 | 10：50—12：58 | 11：20—12：28 | 10：52：17—12：40：05 |
| 2018-04-13 | 高空槽 | 07：40—10：10 | 08：01—09：30 | 07：35：19—09：50：14 |
| 2018-04-20 | 高空槽 | 14：13—17：23 | 14：40—16：28 | 14：16：05—17：10：16 |
| 2018-05-10 | 高空槽 | 15：16—18：02 | 15：36—17：28 | 15：21：12—16：03：55 |
| 2018-09-10 | 高空槽 | 08：53—12：18 | 09：30—10：30 | 08：56：29—12：07：22 |
| 2019-04-10 | 高空槽 | 09：45—12：45 | 10：30—11：25 | 09：35：48—12：29：32 |
| 2019-04-24 | 高空槽 | 10：30—03：15 | 10：48—12：20 | 10：35：39—12：53：34 |
| 2019-04-27 | 切变线 | 10：02—13：23 | 10：30—11：05 | 10：03：53—13：15：52 |
注：表中时间均为北京时。
1.2 方法
聚类分析方法是通过把一个没有类别标记的样本集按某种相似性划分为若干类，将相似的样本尽可能地归为一类，不相似的样本尽量划分到不同的类中，类内样本距离尽量小，而不同类之间的距离尽可能大。该方法已广泛应用于气候区划、模式识别、数据分析和图像处理等方面。
文中利用聚类分析方法，将层状云可播度划分为2个类别，即可播与不可播。依据人工引晶催化增雨原理，参照陶树旺等（2001）研究成果，选取CAS云滴数浓度以及CIP粒子数浓度作为聚类样本特征。
2 结果与分析
2.1 层状云微物理特征
2.1.1 云水分布
云水含量是反映层状云云水资源和人工增雨潜力的重要标志，对不同区间云水含量累积频率分布特征的分析，对把握云水资源背景具有重要意义（陈保国等，2010）。参考Hobbs（1991）提出的将云中探测到的直径大于2 µm的小云粒子数浓度超过10个·cm-3作为云水区的判定标准，统计8架次层状云云水出现频率，在73 931组资料中有44 340组记录探测到云水，云水出现频率为59.97%，在44 340组云水记录中探测到液态水不为0的记录为36 798组，因此液态水出现的频率为82.99%，探测到云层温度低于0 ℃的液态水记录为26 067组，因此云中过冷水（温度低于0 ℃的液态水）出现频率为70.84%。
2.1.2 液态水分布
云中液态水含量（Liquid Water Content，LWC）是指高空单位体积的云中所含水的含量，在冷云人工增雨作业过程中，云中的液态水含量可以表征过冷水含量，可作为衡量人工增雨潜力和增雨作业条件的重要指标。统计不同区间液态水含量累积频率的分布（表2）发现，99.62%的液态水含量大于0.001 g·m-3，85.09%的液态水含量大于0.010 g·m-3，47.81%的液态水含量大于0.100 g·m-3，大于1.000 g·m-3的液态水含量累积频率为14.04%，总平均液态水含量为0.087 g·m-3。内蒙古中部地区层状云中液态水含量较小，可能是由于飞行作业过程中作业温度较高，水蒸气密度较大，水分子容易保持气态而不容易凝结成水滴或冰晶，所以探测到云中的液态水或固态水含量就比较低。
表2 不同区间液态水含量累积频率分布
Tab.2
| 液态水含量/（g·m-3） | 频率/% |
|---|---|
| LWC>0.001 | 99.62 |
| LWC>0.005 | 88.73 |
| LWC>0.010 | 85.09 |
| LWC>0.050 | 68.92 |
| LWC>0.100 | 47.81 |
| LWC>0.250 | 16.26 |
| LWC>0.500 | 14.31 |
| LWC>1.000 | 14.04 |
2.1.3 过冷水分布
表3为不同区间过冷水含量（Supercooled Water Content，SCWC）累积频率分布。可见，80.15%的过冷水含量大于0.010 g·m-3，37.73%的过冷水含量大于0.100 g·m-3，过冷水含量大于0.250 g·m-3的累积频率为2.70%，过冷水含量大于0.500 g·m-3的频率较小为1.28%，总平均过冷水含量为0.077 g·m-3。
表3 不同区间过冷水含量累积频率分布
Tab.3
| 过冷水含量/（g·m-3） | 频率/% |
|---|---|
| SCWC>0.001 | 99.41 |
| SCWC>0.010 | 80.15 |
| SCWC>0.050 | 58.45 |
| SCWC>0.100 | 37.73 |
| SCWC>0.250 | 2.70 |
| SCWC>0.500 | 1.28 |
| SCWC>1.000 | 0.91 |
统计发现，春季，高度位于3 600~4 000 m，温度小于-6 ℃的区域，过冷水含量均值为0.124 g·m-3，最大值可达0.794 g·m-3；秋季，高度位于3 600~3 800 m，温度小于-6 ℃的区域，过冷水含量均值为0.084 g·m-3，最大值可达0.973 g·m-3。表明在层状云温度较低的区域，存在过冷水含量大值区，具有引晶催化的潜力。
2.1.4 粒子数浓度统计特征
CIP大云粒子数浓度反映的是自然云中降水（或其胚胎）粒子的多少。统计不同区间云粒子数浓度累积频率（表4）发现，内蒙古中部地区CIP大云粒子数浓度大于10、20、50、100个·cm-3的累积频率分别为19.06%、14.10%、6.72%、2.39%，大云粒子数浓度平均为8个·cm-3。CAS小云粒子数浓度大于10、20、50、100个·cm-3的累积频率分别为43.94%、28.54%、9.54%、1.57%，小云粒子数浓度平均为20个·cm-3。
表4 不同区间粒子数浓度累积频率分布
Tab.4
| 粒子数浓度/（个·cm-3） | CIP粒子数浓度累积频率/% | CAS粒子数浓度累积频率/% | 冷云区CIP粒子数浓度累积频率/% | 冷云区CAS粒子数浓度累积频率/% |
|---|---|---|---|---|
| >5 | 23.60 | 59.76 | 26.40 | 52.53 |
| >10 | 19.06 | 43.94 | 23.02 | 33.47 |
| >20 | 14.10 | 28.54 | 16.01 | 16.51 |
| >50 | 6.72 | 9.54 | 7.29 | 3.93 |
| >100 | 2.39 | 1.57 | 1.94 | 0.63 |
进一步统计分析不同温度区间云中粒子数浓度特征发现，70%以上的云粒子位于负温区。在温度T>0 ℃的暖云区（表略），CIP大云粒子数浓度大多小于50个·cm-3，大于50个·cm-3的频率不到6.00%，其中有89.00%的云粒子数浓度小于20个·cm-3。CAS小云粒子数浓度在3个·cm-3以下的频率为15.85%，在5~10、>10~50、>50~200个·cm-3的频率分别为7.45%、48.21%、24.19%，可见暖云区小云粒子数浓度主要分布在10~50个·cm-3。
在T<0 ℃的冷云区，83.99%的大云粒子数浓度小于20个·cm-3，冷云区平均粒子数浓度为9个·cm-3。小云粒子数浓度位于>5~50个·cm-3的频率达48.60%，位于>50~100个·cm-3的频率为3.30%，超过100个·cm-3的频率不到1.00%（表4）。可见，云粒子数浓度不论在暖云区还是冷云区，数浓度越大，占比越小，且云粒子数浓度总体上较小，这可能与增雨作业飞机在层状云中下部进行作业探测有关。
2.2 层状云可播度
2.2.1 层状云可播度特征
图1
图1
云粒子数浓度聚类分析结果
Fig.1
Cloud particle number concentration cluster analysis results
图2
图2
CAS小云粒子数浓度聚类分布
Fig.2
The cluster distribution of the CAS small cloud particles number concentration
图3
图3
CIP大云粒子数浓度聚类分布（a）及其总体分布（b）
Fig.3
Cluster distribution （a） and the overall distribution （b） of the CIP big cloud particles number concentration
CIP大云粒子数浓度反映云中冰晶浓度即冰晶的多少，当自然云中冰晶浓度较大时，人工引晶催化作用就较小，增雨作业所起的作用也较小，云的可播度就较小；反之，当云中冰晶浓度较低时，通过人工引晶手段增加云中冰晶含量，使云中水汽和过冷却水滴在冰晶表面迅速凝华从而降落，此时增雨作业所起的作用就较大，云的可播度也大。所以，CIP大云粒子数浓度较大时，云的可播度较小，反之云的可播度会较大。根据CIP大云粒子数浓度分布，可播区CIP大云粒子数浓度最大值为9.79个·cm-3，CIP大云粒子数浓度总体的75%不超过10.29个·cm-3。综合以上分析，当云区CAS小云粒子数浓度达到15个·cm-3、CIP大云粒子数浓度小于10个·cm-3可作为内蒙古中部地区层状云人工增雨可播度的微物理判据。
2.2.2 层状云可播度判别指标
根据上节内蒙古中部地区层状云可播度特征分析，内蒙古中部地区层状云人工增雨可播度微物理判别指标为：当CAS小云滴数浓度小于15个·cm-3，则认为该云系不可播；若CAS小云滴数浓度大于等于15个·cm-3，当CIP粒子数浓度大于等于10个·cm-3时，认为该云系可播，当CIP粒子数浓度小于10个·cm-3时，认为该云系为强可播。
《人工影响天气岗位培训教材》（中国气象局科技发展司，2003）中，北方层状云人工增雨可播度判别指标为小云粒子数浓度大于20个·cm-3、大云粒子数浓度小于20个·cm-3，与其相比上述的可播度判别指标总体上偏小，这可能与内蒙古中部地区层状云中CAS、CIP粒子数浓度的总体分布有关。从飞机作业高度看，飞机飞行高度多位于层状云的中下部，探测的云中粒子数浓度偏小，因此根据内蒙古中部地区层状云的实际情况，结合飞机催化作业的个例分析，将CAS粒子数浓度大于等于15个·cm-3、CIP大云粒子数浓度大于等于10个·cm-3作为可播度判别指标是较为合适的。
3 结论与讨论
本文利用内蒙古中部地区层状云飞机作业机载探测资料，分析层状云微物理特征，用聚类分析方法对人工增雨可播度特征进行研究，得到如下结论。
（1）通过统计层状云各微物理量分布特征发现，8架次层状云飞机飞行作业过程中，云水、液态水、过冷水出现的频率分别为59.97%、82.99%、70.84%。飞行过程中总平均液态水含量为0.087 g·m-3，过冷水含量主要分布在0.010~0.100 g·m-3，总平均过冷水含量为0.077 g·m-3；在层状云温度较低的区域，存在过冷水含量大值区，人工引晶催化的潜力较好。层状云中下部云粒子数浓度较小，70%以上的云粒子（大云粒子、小云粒子）位于负温区；在T<0 ℃的冷云区，83.99%的CIP粒子数浓度小于20个·cm-3，96.07%的CAS粒子数浓度小于50个·cm-3。
（2）8架次探测资料综合分析得出内蒙古中部地区层状云可播度微物理判别指标为：层状云中CAS小云粒子数浓度大于等于15个·cm-3时，云区具有可播度；当可播云区中CIP大云粒子数浓度小于10个·cm-3时，云区具有强可播度。
利用机载探测资料开展层状云微物理及可播度特征研究时，增雨作业飞机搭载的机载探测设备由于受到自身探测原理、观测环境、人为操作及飞机姿态等因素的影响，探测数据可能存在一定的系统或者观测误差，此外由于探测系统内部结构主要由螺钉进行精确定位，有较多的易损耗元器件，随着工作总时间延长，各探头的工作性能逐渐降低也会带来一定的误差。尽管本文已经对探测数据进行了质量控制，但仍然不能保证数据的全部精准，这有可能给文中的结果分析带来一定的不确定性。在后续工作中，需要针对更多的层状云增雨作业飞行探测过程进行分析，对判别指标进行检验与订正。
参考文献
开发长江上游空中云水资源增加南水北调中线的水量
[J].
由于气候变化，加之过度开发，使三江源和汉江上游湿地锐减，生态恶化。致使丹江口水库径流在1991 年发生突变，汉江水量由丰变枯，南水北调中线一期工程丹江口水源无法满足受水区的最低需水量。为解决南水北调中线的水源不足，必须大力开发长江上游丰富的空中云水资源。长江流域水汽充足，年输入水汽总量约67 800 亿m<sup>3</sup> ，仅有28．5%转化成降水量。在汉江上游进行人工增雨作业，则丹江口水库年径流最大可增加17．5 亿m<sup>3</sup>。实际可调水量将达90．2 亿m<sup>3 </sup>，仍无法满足受水区2030 年城市缺水量128 亿m<sup>3</sup> 的需要。为此需要在长江上游特别是在四川盆地进行人工增雨试验，以增加三峡水库来水量。长江上游可开发的空中云水资源较多，年均总量约5 590． 7 亿m3 ，占流域降水年总量的63%。根据云水资源人工增雨开发潜力评估，四川盆地为人工增雨的最佳作业区之一，汉江上游也是理想作业区。如在这2 个地区，开展人工增雨作业，增雨机率( Pe) 取30%，增雨效率( EW) 按流域年降水量10%的保守估算，年总降水量将分别增加162．1 亿m<sup>3</sup> 和23．7 亿m<sup>3 </sup>，三峡库区和丹江口水库年入库径流量将分别增加83 亿m<sup>3 </sup>和11．6 亿m<sup>3</sup>。加上三峡库区的蓄水，能满足受水区2030 年缺水量的需要。
基于飞机探测的华北南部低槽冷锋云系宏微物理结构特征
[J].为科学精准地开展人工增雨作业，通过搭载机载粒子测量系统 （Particle Measuring Systems， PMS）的空中国王350飞机（编号3523）入云进行垂直和水平探测，并结合FY-2F卫星、天气雷达等资料综合分析2021年2月28日华北南部一次低槽冷锋层状云系的微物理结构和增雨作业条件。结果表明：降水云系为中低云，飞机探测到云顶高度为6 014 m，云顶温度为-17.7 ℃，云底高度低于582 m，云内0 ℃层高度为1 300 m，云体厚度大于5 400 m，暖云厚大于700 m，冷云厚大于4 700 m;卫星反演的云顶高度为5~6 km，与飞机实测值较为一致，卫星反演的云顶温度为-40~-25 ℃，比飞机实测值偏低。整个探测时段云系微物理结构不均匀，冷云内第二层冰水混合区（高度3 427~4 985 m、温度-12.4~-6.3 ℃）和第三层冰水混合区（高度5 449~6 014 m、温度-18.3~-15.3 ℃）出现云滴谱探头（Cloud Droplet Probe， CDP）探测的粒子数浓度大值区，最大值分别为146.80、170.75 cm<sup>-3</sup>，且过冷水含量分别达0.12、0.20 g·m<sup>-3</sup>。暖云内云微物理分布较均匀，在557~575 m和844~866 m两个高度层粒子数浓度均存在波动，CDP粒子数浓度值变化相对较大，云粒子图像探头（Cloud Imaging Probe，CIP）和高体积降水粒子分光仪（The High Volume Precipitation Spectrometer，HVPS）探测的粒子数浓度变化较小。冷云内云微物理分布不均匀，冷云区内在3 603~3 617 m、5 445~5 542 m和5 705~5 847 m高度层云粒子数浓度起伏变化均较大且存在多次跃增。冷云区多为固态冰相粒子，暖云区CIP和HVPS粒子谱宽均比冷云区粒子谱窄。初春时期低槽冷锋层状云系降水系统前期易出现混合层状云，云顶附近存在一定量的过冷水，找准增雨时机、增雨部位适宜播撒冷云催化剂，人工引晶催化潜力较大。
基于毫米波云雷达的黄河流域内蒙古段云宏观特征分析
[J].云是地-气系统的重要组成部分，云宏观特征不仅与地-气系统的辐射收支及区域气候变化密切相关，还直接影响云降水过程模式预报的准确性，鉴于此本文基于2020年8月至2021年7月呼和浩特地区毫米波云雷达观测数据，对黄河流域内蒙古段云出现频率及垂直结构进行统计分析。结果表明：该地区多以晴空为主，全年晴空廓线超过了云雷达总采样廓线的70.00%，相比而言，云出现频率较小，6月最高值也仅为43.84%。云类型以中高云为主，云底高度多出现在3.00~4.00 km之间，云层较薄，厚度介于0.50~1.00 km的云出现频率最高。云宏观属性存在明显的季节变化和日变化特征，春季和夏季云的出现频率较高，分别为39.71%和35.77%，冬季云的出现频率最小，春、夏、秋季午后云出现频率明显高于上午时段。
高原东部春季降水云层的微物理特征分析
[J].利用人工增雨飞机和机载PMS粒子探测系统,对高原东部地区春季人工增雨主要降水云层的微物理结构进行大量探测研究。根据1995年和1997年共15架次的飞行探测资料,分析研究了高原东部低层大气气溶胶微粒的分布特征及其与大气层结的关系,着重分析了高原东部春季降水云层的云粒子、降水粒子以及冰晶、过冷水的一些初步分布特征。
华北地区春季一次层状云的微物理特征及可播性分析
[J].利用2013年4月4日河北中部地区一次针对降水性层状云系催化作业的飞机探测资料，结合气象信息综合分析处理系统（简称Micaps）、卫星和加密雨量等观测资料，对该层状云的微物理特征及人工增雨作业条件进行了综合分析。结果表明，此次过程为典型降水性层状云，作业层中小云粒子平均浓度为147个/cm<sup>3</sup>，最大浓度为737个/cm<sup>3</sup>，平均直径4.29 μm。云中含水量平均值为0.03 g·m<sup>-3</sup>，最大值为0.51 g·m<sup>-3</sup>，冰晶谱浓度最大值为1.12×10<sup>-3</sup>个/(cm<sup>3</sup>·μm)，适合播撒作业。作业影响区和对比区雨量变化表明，作业后3~4 h影响区雨量增加最为显著，为对比区雨量的1~3倍，可以认为作业有一定效果。此外，作业区和对比区的雨量比值和雷达反射率相关性远高于云黑体亮温。
河北秋季层状云物理结构及适播性分析
[J].利用2006—2010年河北省人工影响天气办公室对29块云体9架次飞机探测(或作业)资料, 统计分析了河北地区秋季层状云气溶胶粒子、云凝结核CCN、小云粒子、大云粒子、降水粒子浓度和云粒子有效直径等物理特征.结果表明, 河北地区适宜增雨作业的云系为中、低或高、中、低搭配的层状云, 过冷层催化有利于云体发展, 促使气流流入形成正反馈.适宜催化的作业层指标有: 云层高度为4582 m, 云内平均含水量≥0.1 g·m<sup>-3</sup>, 所对应温度为-8.0℃, 小云粒子浓度为236.5 cm<sup>-3</sup>.
一次延安层状云微物理结构特征及降水机制研究
[J].利用PMS资料对延安2003年9月17日降水性层状云各高度上的粒子特征量和粒子谱进行了分析研究,结果表明,降水性层状云宏微观垂直结构配置或云粒子主要特性可以分为5个层次。过冷水滴和冰晶共存层存在,冰晶快速增长,此层的存在可能是发生降水的关键;在0℃层以下,存在比较深厚的云滴浓度小、含水量较小的小云滴层,应是导致地面雨强较小的重要因素之一。
内蒙古中部一次春季透雨过程的云微物理特征分析
[J].对典型飞机作业过程中云宏、微观物理特征的分析，有利于提高对云体的认识，为本地科学开展人工增雨作业提供技术支撑。利用2018年5月10日内蒙古中部地区一次飞机增雨探测资料及探空资料，对层状云降水微物理特征进行分析。受500 hPa高空槽与河套气旋影响，5月10日内蒙古中部地区形成稳定性层状云降水。降水性层状云中下部降水粒子、云粒子数浓度均较小，且云微物理量的垂直、水平分布均表现出明显的不均匀性，云粒子谱型呈单峰分布，总体上呈递减趋势;作业过程中63.53%的云水含量大于0.002 g·m<sup>-3</sup>，83.2%的过冷水含量大于0.010 g·m<sup>-3</sup>，过冷水含量在0.010~0.050 g·m<sup>-3</sup>，在层状云中温度较低的区域存在自然冰晶较小、过冷水相对较丰富区域，具有较好的引晶催化潜力。
河北省层状云降水系统微物理结构的飞机观测研究
[J].对4架次飞行个例的PMS资料进行综合分析,发现河北省春季层状云降水系统存在不均匀性,表现之一为较强降水云带。1991年5月25日的个例在飞机上升和下降过程中两次在2000 m左右探测到较强的云内逆温,逆温层顶下方存在云水含量的峰值。对1992年6月20日两次个例的冷云的冰晶尺度、冰水含量(IWC)、冰晶浓度和液水含量(LWC)的垂直分布进行了分析。对两次个例的云中可播性进行判别,发现潜力区占云区的1/2左右,有时存在大片强可播区。
2015年春季山东一场转折性降水微物理特征分析
[J].利用山东济南章丘站L波段探空秒数据和激光雨滴谱仪资料，对2015年3月31日—4月2日山东一次受低槽冷锋、切变线和江淮气旋共同影响而造成的大范围春季转折性降水天气过程的云系垂直结构演变以及不同天气系统下降水云微物理特征进行对比分析。结果表明：（1）降水前期，云系表现为“上层云—干层—下层云”2层云结构；随后降水持续期，逐渐演变为中、低云垂直发展旺盛的云系；降水末期，云顶高度下降，云体再次分离成较弱的2层云结构，中间有深厚的干层时，降水结束；（2）低槽冷锋降水雨滴谱最窄，江淮气旋降水雨滴谱最宽；（3）降水强度与雨滴谱各特征参量均具有较好的正相关性，但不同天气系统影响下其相关性有差异；（4）雨滴落速主要集中在2～4 m·s-1之间，这与雨滴下落末速度理论值基本相符。
Twenty years of airborne research at the University of Washington
[J].
Some surprising results from simulated seeding of stratiform-type clouds
[J].
Ice particles in stratiform clouds in the Arctic and possible mechanisms for the production of high ice concentrations
[J].
