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2.4．自然气溶胶的产生66

2.4.1．由燃烧和化学反应产生的核67

2.4.2．海盐核的产生74

2.4.3．大陆上空核的产生79

2.4.4．核的碰并增长80

2.5．参与云形成的核82

2.6．气溶胶从对流层的消逸86

第三章　云雾中水滴的增长92

3.1．云滴的大小分布92

3.1.1．实验技术92

3.1.2．结果97

3.1.3．小结110

3.2．云的液态含水量113

3.2.1．方法113

3.2.2．结果118

3.3．云滴增长的理论研究120

3.3.1．单个云滴的凝结增长120

3.3.2．积云中云滴群的凝结增长124

3.3.3．小积云中大云滴的形成138

3.3.4．层云中云滴的凝结增长138

3.3.5．过饱和度的随机起伏对云滴谱加宽的影响141

3.3.6．云滴的碰撞与碰并增长143

3.3.7．小尺度湍流对云滴间碰撞的影响151

3.4．结束语152

第四章　云中冰相的生成154

4.1．有杂质水的过冷却155

4.2．过冷水的均质核化163

4.3．过冷水低于-40℃的可能性171

4.4．大气中的冰核173

4.4.1．实验技术173

4.4.2．冰核浓度与温度的关系181

4.4.3．冰核浓度的时间和空间变化185

4.4.4．冰核活化的方式187

4.4.5．冰核的性质和起源192

目录1

译者的话1

第二版序言3

第一版序言5

第一章　水汽凝结的核化过程1

1.1．均质凝结1

1.1.1．相变热力学2

1.1.2．开尔文公式的热力学推导3

1.1.3．与水汽处于统计平衡时的胚胎滴5

1.1.4．不同大小胚胎间的统计平衡6

1.1.5．在过饱和系统中的亚稳状态7

1.1.6．定常流——水滴形成的速率9

1.1.7．达到定常状态的时间11

1.1.8．理论的进一步推广12

1.1.9．理论和实验的比较13

1.2．在离子上的凝结17

1.3．不可溶粒子的核化20

1.4．可溶粒子上的凝结24

1.5．混合核上的凝结29

1.6．结束语30

第二章　大气凝结核31

2.1．大气凝结核的收集、测量和识别32

2.1.1．对埃根核的检测和计数技术（5×10-7厘米＜r＜0.1微米）32

2.1.2．大核和巨核的取样和检测（0.1微米＜r＜10微米）39

2.2．大气凝结核的浓度、大小和大小分布51

2.2.1．埃根核的浓度及其随地点、时间及气象因子的变化52

2.2.2．大核和巨核的浓度和谱分布56

2.3．大气气溶胶的化学成分63

4.5．冰核的再生过程204

4.5.1．雪晶的碎裂204

4.5.2．冻结水滴的碎裂205

4.6．人造冰核211

4.6.1．无机化合物的成冰核化性质211

4.6.2．有机化合物的成冰核化性质220

4.6.3．核化性质和晶体结构的关系225

4.6.4．碘化银烟粒的产生和性质227

第五章　雪晶的形成235

5.1．固态降水分类235

5.2．雪晶的质量、大小和下落速度238

5.3．雪晶的定形和照相技术244

5.4．自然云中冰晶的产生246

5.4.1．雪晶单体的形态246

5.4.2．冰晶聚合成雪片254

5.5．实验室里的冰晶增长研究257

5.5.1．冰晶形状随温度和过饱和度的变化257

5.5.2．杂质对冰晶形状的影响272

5.5.3．在电场里的冰晶增长274

5.6．冰晶形状变化的机制276

5.7．冰晶的表面结构281

5.8．冰晶的增长率287

第六章 自然降水过程物理学293

6.1．降水的形式294

6.2．降水形成的物理过程296

6.3．降水云特征的观测资料300

6.3.1．中纬度云的观测300

6.3.2．热带和副热带地区云的观测305

6.4．层状云降水308

6.4.1．降水层状云的特征和结构308

6.4.2．层状云中降水元的增长317

6.5．阵雨云降水325

6.5.1．阵雨云的特征和结构325

6.5.2．云滴碰并形成的阵雨327

6.5.3．大滴破碎引起的雨滴增殖336

6.5.4．冰粒增长引起的阵雨339

6.6．冰雹341

6.6.1．冰雹的产生341

6.6.2．冰雹的分类342

6.6.3．冰雹的大小和形状343

6.6.4．冰雹的结构345

6.6.4.1．冰结构的种类345

6.6.4.2．凝聚冰的密度、晶体结构和空气含量346

6.6.4.3．软雹的结构349

6.6.4.4．小雹丸的结构351

6.6.4.5．冰雹的结构351

6.6.5．冰雹的密度360

6.6.6．冰雹的空气动力学361

6.6.7．冰雹增长理论362

6.6.8．冰雹的融化382

第七章　人工影响云和降水385

7.1．历史简介385

7.2．积状云的撒播实验388

7.2.1．撒播干冰的实验388

7.2.2．用碘化银撒播积云392

7.2.3．用水滴和吸湿性核撒播积云395

7.3．撒播层状云的实验398

7.4．大范围的播云作业401

7.4.1．效果检验方法402

7.4.2．用飞机撒播碘化银403

7.4.3．用地面燃烧炉撒播碘化银—“巨大试验GrossversuchⅢ”计划408

7.5．大冰雹的防止409

7.6．讨论411

第八章　云和降水的雷达研究416

8.1．雷达基本理论417

8.1.1．目标物后向散射功率的计算417

8.1.2．雷达参数的选择419

8.2．气象粒子对雷达波的散射和衰减421

8.2.1．D《λ球形粒子的散射421

8.2.2．D《λ非球形粒子的散射422

8.2.3．散射理论的实验验证430

8.2.4．D》λ/20的大的水成物的散射432

8.2.5．非降水云的散射442

8.2.6．雷达波通过云和降水的衰减443

8.3．雷达资料的显示445

8.4．不同云系的雷达回波452

8.5．雷达信号的分析455

8.5.1．回波强度的估算455

8.5.2．信号脉动和多普勒雷达458

8.5.3．多普勒谱和脉动强度谱462

8.6．来自多普勒雷达的气象信息462

8.6.1．由多普勒谱确定滴谱分布462

8.6.2．阵雨和雷暴中空气运动及降水增长的测量467

8.6.3．水平风、风切变和辐合的测定474

8.7．雷达显示的降水性层状云的结构478

8.7.1．一般特征478

8.7.2．0℃层以上的区域479

8.7.3．融化区482

8.7.4．融化带下面的区域483

8.7.5．水成物散射辐射的偏振483

8.7.6．回波强度随高度的变化484

8.7.7．融化带理论485

8.7.8．雷达高带488

8.8．用毫米波雷达探测非降水云491

8.9．雷达探测积雨云和雷暴493

8.10．雷达测量降雨498

第九章　云的起电504

9.1．晴天的垂直电场和电流504

9.2．雷暴和闪电产生的地面电场508

9.2.1．闪电造成的电场变化508

9.2.2．闪电后电场的恢复——电矩的产生515

9.3．闪电的结构516

9.3.1．闪电摄影术516

9.3.2．闪电时的电场变化520

9.3.3．电击穿机制528

9.4．雷暴的电结构531

9.5．闪电和降水的相关性536

9.6．雷暴中电荷产生和分离的机制539

9.6.1．完善理论要满足的基本要求539

9.6.2．云起电的主要机制540

9.6.2.1．感应起电机制540

9.6.2.2．大水滴破碎产生的起电542

9.6.2.3．雷暴起电的对流理论545

9.6.2.4．水的冻结和融化起电545

9.6.2.5．冰内的热电效应550

9.6.2.6．冰晶的碰撞和破裂起电558

9.6.2.7．水滴的冻结和碎裂起电以及结霜起电561

9.6.3．降水云中电荷和电场的产生568

9.6.3.1．离子选择俘获的Wilson机制568

9.6.3.2．极化电场中云粒子由水成物上弹回产生的起电569

9.6.3.3．在雹丸上碰撞和冻结的云滴破碎起电574

9.7．大气和地球间电量的输送——地球电荷的维持576

9.7.1．闪电放电输送的电量576

9.7.2．尖端放电电流输送的电量576

9.7.3．降水输送的电量578

9.7.4．地球表面的电量平衡583

附录A 水滴在空气中下落时的碰撞与碰并585

A.1．碰撞效率的理论计算585

A.2．电场和电荷对碰撞效率的影响596

A.3．水滴碰撞和碰并的实验研究597

A.4．碰并机制603

附录B　雨滴自由下落的物理特性609

B.1．在静止空气中水滴下落的末速度609

B.1.1．末速度的计算609

B.1.2．雨滴末速度的测量612

B.2．大雨滴的形状和破碎615

B.3．雨滴谱619

B.3.1．实验技术619

B.3.2．观测结果的概括624

一些有用的物理常数631

参考文献和著者索引634