SZYRMER
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The Melting Layer: A Laboratory
Investigation of Ice Particle Melt and Evaporation near 0°C
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R. G. Oraltay and J. Hallett
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Journal of Applied Meteorology
Volume 44, Issue 2 (February 2005) pp. 206–220
DOI: 10.1175/JAM2194.1
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[ Abstract
] [ Full
Text ] [ PDF
(512K) ]
0701.htmにあり。
実験室での観測。
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Electrification Experiments with Agl in the
System: Water Vapor, Liquid Water and Ice
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T. G. Owe Berg and Thomas A. Gaukler
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 26, Issue 4 (July 1969) pp. 675–688
DOI:
10.1175/1520-0469(1969)26<675:EEWAIT>2.0.CO;2
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[ Abstract
] [ PDF
(677K) ]
ヨウ化銀の帯電を実験室において測定。終端速度状態で観測。
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Processes of Hydrometeor Development in
Oklahoma Convective Clouds
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Andrew J. Heymsfield and Mark R. Hjelmfelt
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 41, Issue 19 (October 1984) pp. 2811–2835
DOI:
10.1175/1520-0469(1984)041<2811:POHDIO>2.0.CO;2
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[ Abstract
] [ PDF
(1.97M) ]
オクラホマで雲・降水粒子の発達過程をその場で測定。T28で6日間、雲の中を通過。
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A Model of Intense Downdrafts Driven by the
Melting and Evaporation of Precipitation
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R.C. Srivastava
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 44, Issue 13 (July 1987) pp. 1752–1774
DOI:
10.1175/1520-0469(1987)044<1752:AMOIDD>2.0.CO;2
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[ Abstract
] [ PDF
(1.71M) ] ○参考にする。
1次元の時間発展モデル。融解熱、粒子形成による下向き負荷の増加による下降流を実験。粒子の融解、粒子の蒸発、粒子数、降水量、「thermodynamic energy」(熱力学の寄与)、鉛直速度を計算。
粒径分布は、ひとつの指数分布で表現したもの、二つの指数分布を0.3mmでつないだものの2通りを用意した。2/8’8
融解粒子は内側氷、外側水の2層モデル。
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Structure of the Melting Layer in Mesoscale
Convective System Stratiform Precipitation
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Paul T. Willis and Andrew J. Heymsfield
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 46, Issue 13 (July 1989) pp. 2008–2025
DOI: 10.1175/1520-0469(1989)046<2008:SOTMLI>2.0.CO;2
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[ Abstract
] [ PDF
(2.50M) ]
以前引用したはず2/4’8.0701
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A New Look at the Melting Layer
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Fiona J. Drummond, R.R. Rogers,
S.A. Cohn, W.L. Ecklund, D.A. Carter, and J.S. Wilson
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 53, Issue 5 (March 1996) pp. 759–769
DOI:
10.1175/1520-0469(1996)053<0759:ANLATM>2.0.CO;2
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[ Abstract
] [ PDF
(810K) ]
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Constant Raindrop Fall Speed Profiles
Derived from Doppler Radar Data Analyses for Steady Nonconvective
Precipitation
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Robert Nissen, Roland List,
David Hudak, Greg M. McFarquhar, R. Paul Lawson, N. P.
Tung, S. K. Soo, and T. S. Kang
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 62, Issue 1 (January 2005) pp. 220–230
DOI: 10.1175/JAS-3369.1
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[ Abstract
] [ Full
Text ] [ PDF
(516K) ]
対流性の降水でない、5mm/hより小さい雨の平均落下速度(ドップラ速度)のスペクトルは融解層より下でほぼ一定であることがわかった(気圧の補正はしている)。ドップラレーダで重み付けした粒径分布はケースによって1.5mmから2.5mmの変動があった。一方降水強度は1.2～2.9mm/hで変化していた。移流場の重要な変化が、4分にわたって観測された。
今回の発見は3つの測器によって生み出された。ドップラレーダ(拡張方位角モード)、JossWaldvogel(音響式)ディスドロメータ、航空機に搭載される２DPである。ゾンデ観測も同時に行っている。推定した粒径のスペクトルが高度によってあまり変化しないと考えたのは、弱い降水強度では粒子間の相互作用が無視できるからである。弱い降水強度では、粒子の衝突に関するボックスモデルはこの解釈を支持している。粒径の増加と降水強度の増加には相関関係があることがわかった。2/6’8
結果
1)
冷たい雨の機構で定常的な層状雲の落下速度分布は、弱い雨について見ると赤道域(ペナン)と中緯度(トロント)で類似していた。
2)
気圧を補正したところ、落下速度の分布は、粒径が1.5から2.2mmの範囲の粒径を一定とした落下速度とほぼ同じであった。つまり、弱い雨ではスペクトルの変化はあまりない、といえる。これは、粒子間の相互作用が弱く、地上付近の終端速度まで達していないためと考えられる。
3)
反射強度で重み付けした落下速度の分布(拡張速度方位角表示EVAD?速度のPPI表示?から計算)は、音響式のディスドロメータや２DPの結果と良い一致を示した。
4)
ここで示した4事例では大きいドップラ平均の粒径は、強い降水量と関連していた。2/12’8
5)
重み付けを行った、4分毎の粒径分布は、レーダの観測によるバイアスと、異なる粒子スペクトルが移流してくることに影響を受けやすかった。
6)
大きな氷晶が融けて大きな雨滴になるとき、落下速度の分布は、異常値(平均からの下向き速度正へのずれ)を示す。この異常値(正の偏差)は融解層の下500m以内に押し込められている。この特徴は落下速度が十分遅い場合には出現しない。この正の偏差は破裂しやすい傾向を持つ、わずかな(落下速度の大きい)大粒子によるものと考えられる。2/13’8
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Observations of Precipitation Size and Fall Speed
Characteristics within Coexisting Rain and Wet Snow
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Sandra E. Yuter, David E.
Kingsmill, Louisa B. Nance, and Martin Löffler-Mang
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Journal of Applied Meteorology and
Climatology
Volume 45, Issue 10 (October 2006) pp. 1450–1464
DOI: 10.1175/JAM2406.1
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[ Abstract
] [ Full
Text ] [ PDF
(1.37M) ]
0801で調査：0℃付近の霙状態(雨と融解中の雪の混合状態)を光学式ディスドロメータで調べた。
融解中の雪の粒径と落下速度の関係は、統計的に見れば、粒径が大きくなっても速度は大きくならない。ただし、落下速度の分散は大きい。そこから、いろんな速度の粒子があることが0℃付近で凝集過程が卓越するために重要であることがわかった。
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基本は、SZYRMER&ZAWADZKI19990701
融解する粒子の熱交換に係る変数を、周囲の状況によって変えている。レーダの反射強度と比較している。外側のモデルはカナダ気象局のメソモデルCanadian Mesoscale Community
Compressible Model (MC2)。水平11km、鉛直4kmで計算。格子間隔は水平45m、鉛直30mで計算。レーダのメッシュサイズに準拠。” staggered”格子(計算格子のずらし配置)。タイムステップは2秒。p3581lあたりにモデルの記述あり。2/15’8
p3578
e個々の雪片の融解過程
以下のことを仮定している。
・ 水の層による顕熱輸送は無視している。
・ 顕熱は粒子内にたまらない。つまり、融解が完了するまで粒子の温度は0℃である。
・ 放射による熱の輸送は小さい。
だから、融解による潜熱は熱伝導による顕熱および蒸発の潜熱とバランスする。2/20’8
外気の湿度は0-4℃の範囲では、温度差に線形近似。1.5℃以下では誤差は3%程度。4℃を超えると誤差は10%以上となる。
熱伝導による輸送と蒸発の潜熱輸送の比は0.5程度。
Lf:融解(fusion)による潜熱。
融解で発生した潜熱(融けた水)は拡散でなくなる水(水蒸気)と蒸発する潜熱とバランスする。2/21’8
K:0℃における大気の熱伝導率
Dm:融解中の粒子の大きさ
融解中の粒子の通風係数
左辺：熱伝導の時間変化、右辺：外気から融解中の粒子へ入ってくる熱量。2/22’8
Zawadzki and Monteiro and Fabry
准定常状態、粒子の落下を考えたモデルで粒径分布形成を調査した。ボックスモデルと比較すると、落下の効果が、分布を形成するのに重要であるとわかった。現実的な大気条件では、ハワイの山岳性の降雨の粒径分布を再現していた。一方で、ドップラレーダでブライトバンド直下の降雨を観測したところMP分布は粒子同士の相互作用よりも、固体相に与える影響の結果形成されると確認できた。2/18’8
融解率は、式(１２)によれば、融解の度合いに無関係度で、初期粒径の度合いによる。
（１２）
粒子の融解した水の質量比ｆは（１２）を時間積分してとけきった粒子の直径Dwの関数として（１６）式で得られる。
（１６）
2/26’8
p3578r第3段落：
ｆは融解中の粒子の霙水比(水/氷)
Dwとけきった雪粒子の直径
ｄｗの(雨を分けて考えて、固体成分がとけ切った場合の粒径－分裂を考慮しているのか?)
ｆ（ｄｗ）＝ｆmax（ｄｗ）となるようなDwを考える。融解段階で、最も小さい雨粒子を与える。
ｆの最大とは、すべて水になったときで１、のはず。小さい雪粒子ほど早くｆmaxに達するので(とけきってしまうので)粒径分布はｄｗで打ち止めのような形になる。2/27’8
f.融解する粒子への凝結の効果
落下するにつれて、外気温と粒子の温度差が広がっていく。融解中の粒子の温度は0℃のままであるので、例えば、外気温差が+2.5℃となったら、これは20%の過飽和度となる。
飽和した大気の中では、水蒸気の凝結によって成長する際に開放されて熱の、約半分が融解に用いられると示された。したがって、凝結の潜熱は融解に重要な役割を果たしているだろうと考えられる。これらの点は、Matsuo & Sasyo(1981b),Donaldson and Stewart(1993), Hanesiak and
Stewart(1995)ですでに指摘されている。3/4’8
g.粒径分布について
MP分布を仮定。傾きは降水強度によって変わる。
融解層の上下で、凝集も破裂もないと仮定すれば、雪の粒径分布は雨の粒径分布の4.6倍となる(落下速度の比)。同様に、雨と霙が混じった状態についても落下速度の比で粒径分布を求める。3/5’8
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A Study of Hail Growth Utilizing
Observed Storm Conditions
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G. Brant Foote
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Journal of Applied Meteorology
Volume 23, Issue 1 (January
1984) pp. 84–101
DOI:
10.1175/1520-0450(1984)023<0084:ASOHGU>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (1.69M) ]
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Interpretation of Polarization Features
in Ground-Based Microwave Observations as Caused by Horizontally Aligned
Oblate Raindrops
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Harald Czekala, Susanne Crewell, Clemens
Simmer, Ariane Thiele, Achim Hornbostel, and Arno Schroth
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Journal of Applied Meteorology
Volume 40, Issue 11
(November 2001) pp. 1918–1932
DOI:
10.1175/1520-0450(2001)040<1918:IOPFIG>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (362K) ]
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A Melting-Layer Model for
Passive/Active Microwave Remote Sensing Applications. Part I: Model
Formulation and Comparison with Observations
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William S. Olson, Peter Bauer, Nicolas F.
Viltard, Daniel E. Johnson, Wei-Kuo Tao, Robert
Meneghini, and Liang Liao
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Journal of Applied Meteorology
Volume 40, Issue 7 (July
2001) pp. 1145–1163
DOI:
10.1175/1520-0450(2001)040<1145:AMLMFP>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (384K) ]
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A Model for Hydrometer Growth and
Evolution of Raindrop Size Spectra in Cumulus Cells
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Man Kong Yau and Pauline M. Austin
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 36, Issue 4 (April
1979) pp. 655–668
DOI:
10.1175/1520-0469(1979)036<0655:AMFHGA>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (975K) ]
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A Comparative Study of the Rates of
Development of Potential Graupel and Hail Embryos in High Plains Storms
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Andrew J. Heymsfield
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 39, Issue 12
(December 1982) pp. 2867–2897
DOI: 10.1175/1520-0469(1982)039<2867:ACSOTR>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (2.60M) ]
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Airflow and Hail Growth in a Severe
Northern High Plains Supercell
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L. Jay Miller, John D. Tuttle, and Charles A.
Knight
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 45, Issue 4 (February
1988) pp. 736–762
DOI:
10.1175/1520-0469(1988)045<0736:AAHGIA>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (2.34M) ]
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Multiparameter Radar Modeling and
Observations of Melting Ice
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J. Vivekanandan, V. N. Bringi, and R. Raghavan
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 47, Issue 5 (March
1990) pp. 549–564
DOI: 10.1175/1520-0469(1990)047<0549:MRMAOO>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (1.55M) ]
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A Double-Moment Multiple-Phase
Four-Class Bulk Ice Scheme. Part I: Description
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Brad Schoenberg Ferrier
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 51, Issue 2 (January
1994) pp. 249–280
DOI:
10.1175/1520-0469(1994)051<0249:ADMMPF>2.0.CO;2
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Abstract ] [ PDF (2.23M) ]
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The Effect of the Melting Layer on the
Microwave Emission of Clouds over the Ocean
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P. Bauer, J. P. V. Poiares Baptista, and M. de
Iulis
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 56, Issue 6 (March
1999) pp. 852–867
DOI: 10.1175/1520-0469(1999)056<0852:TEOTML>2.0.CO;2
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (315K) ]
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Combined Cloud–Microwave Radiative
Transfer Modeling of Stratiform Rainfall
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Peter Bauer, A. Khain, A.
Pokrovsky, R. Meneghini, C. Kummerow, F. Marzano, and J.
P. V. Poiares Baptista
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 57, Issue 8 (April
2000) pp. 1082–1104
DOI:
10.1175/1520-0469(2000)057<1082:CCMRTM>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (495K) ]
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Interpretation of Polarimetric Radar
Covariance Matrix for Meteorological Scatterers: Theoretical Analysis
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Alexander V. Ryzhkov
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Journal of Atmospheric and Oceanic
Technology
Volume 18, Issue 3 (March
2001) pp. 315–328
DOI:
10.1175/1520-0426(2001)018<0315:IOPRCM>2.0.CO;2
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (246K) ]
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Multiparameter Radar and Aircraft Study
of Raindrop Spectral Evolution in Warm-based Clouds
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V.N. Bringi, D.A. Burrows, and S.M. Menon
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Journal of Applied Meteorology
Volume 30, Issue 6 (June
1991) pp. 853–880
DOI:
10.1175/1520-0450(1991)030<0853:MRAASO>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (2.14M) ]
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MOISTURE SUPPLY AND GROWTH OF
STRATIFORM PRECIPITATION
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Raymond Wexler and David Atlas
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 15, Issue 6 (December
1958) pp. 531–538
DOI:
10.1175/1520-0469(1958)015<0531:MSAGOS>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (755K) ]
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A Model of Intense Downdrafts Driven by
the Melting and Evaporation of Precipitation
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R.C. Srivastava
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 44, Issue 13 (July
1987) pp. 1752–1774
DOI:
10.1175/1520-0469(1987)044<1752:AMOIDD>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (1.71M) ]
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Melting and Shedding of Graupel and
Hail. Part II: Sensitivity Study
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Roy M. Rasmussen and Andrew J. Heymsfield
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 44, Issue 19 (October
1987) pp. 2764–2782
DOI:
10.1175/1520-0469(1987)044<2764:MASOGA>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (1.19M) ]
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Microphysical Characteristics through
the Melting Region of a Midlatitude Winter Storm
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Graciela B. Raga, Ronald E. Stewart, and Norman
R. Donaldson
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 48, Issue 6 (March
1991) pp. 843–855
DOI:
10.1175/1520-0469(1991)048<0843:MCTTMR>2.0.CO;2
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[
Abstract ] [ PDF (884K) ]
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A Double-Moment Multiple-Phase
Four-Class Bulk Ice Scheme. Part II: Simulations of Convective Storms in
Different Large-Scale Environments and Comparisons with other Bulk
Parameterizations
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Brad Schoenberg Ferrier, Wei-Kuo Tao, and
Joanne Simpson
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 52, Issue 8 (April
1995) pp. 1001–1033
DOI:
10.1175/1520-0469(1995)052<1001:ADMMPF>2.0.CO;2
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Abstract ] [ PDF (2.63M) ]
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Rain Production in Convective Clouds As
Simulated in an Axisymmetric Model with Detailed Microphysics. Part I:
Description of the Model
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Tamir Reisin, Zev Levin, and Shalva Tzivion
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 53, Issue 3 (February
1996) pp. 497–519
DOI:
10.1175/1520-0469(1996)053<0497:RPICCA>2.0.CO;2
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Abstract ] [ PDF (1.51M) ]
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Electrification of Stratiform Regions
in Mesoscale Convective Systems. Part II: Two-Dimensional Numerical Model
Simulations of a Symmetric MCS
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Terry J. Schuur and Steven A. Rutledge
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 57, Issue 13 (July
2000) pp. 1983–2006
DOI:
10.1175/1520-0469(2000)057<1983:EOSRIM>2.0.CO;2
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (764K) ]
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Representation of Clouds and Precipitation
Processes in the Community Atmosphere Model Version 3 (CAM3)
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Byron A. Boville, Philip J. Rasch, James
J. Hack, and James R. McCaa
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Journal of Climate
Volume 19, Issue 11 (June
2006) pp. 2184–2198
DOI: 10.1175/JCLI3749.1
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.86M) ]
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Characteristics of the Vertical
Profiles of Dual-Frequency, Dual-Polarization Radar Data in Stratiform Rain
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R. Meneghini and H. Kumagai
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Journal of Atmospheric and Oceanic
Technology
Volume 11, Issue 3 (June
1994) pp. 701–711
DOI:
10.1175/1520-0426(1994)011<0701:COTVPO>2.0.CO;2
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Abstract ] [ PDF (860K) ]
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Constraining Microwave Brightness
Temperatures by Radar Brightband Observations
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A. Battaglia, C. Kummerow, Dong-Bin Shin,
and C. Williams
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Journal of Atmospheric and Oceanic
Technology
Volume 20, Issue 6 (June
2003) pp. 856–871
DOI:
10.1175/1520-0426(2003)020<0856:CMBTBR>2.0.CO;2
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (508K) ]
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Comparison of Ice-Phase Microphysical
Parameterization Schemes Using Numerical Simulations of Tropical Convection
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Michale McCumber, Wei-Kuo Tao, Joanne
Simpson, Richard Penc, and Su-Tzai Soong
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Journal of Applied Meteorology
Volume 30, Issue 7 (July
1991) pp. 985–1004
DOI:
10.1175/1520-0450(1991)030<0985:COIPMP>2.0.CO;2
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Abstract ] [ PDF (1.48M) ]
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Physical Origin of a Wet Microburst:
Observations and Theory
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David Atlas, Carlton W. Ulbrich, and
Christopher R. Williams
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Journal of the Atmospheric Sciences
Volume 61, Issue 10 (May
2004) pp. 1186–1195
DOI:
10.1175/1520-0469(2004)061<1186:POOAWM>2.0.CO;2
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Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (803K) ]
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