为深入了解大气冰核特征及其对云和降水的影响，基于国家自然科学基金重大项目、中国气象局局校共建项目、气象行业科研专项等项目资助，南京信息工程大学大气物理学院教授银燕等人自主搭建了一台静力真空水汽扩散云室及大气冰核高压静电采样器，用于大气冰核的采样及活化实验，并在我国不同地区进行了地面和高空的大气冰核观测，建立了大气冰核浓度参数化公式，揭示了冰核浓度的垂直变化特点及气溶胶化学成分对大气冰核的影响；通过在中尺度天气预报模式中引入观测得到的冰核浓度参数化公式，研究大气冰核浓度变化对对流云降水过程的影响。

大气冰核是自然界中冷云形成的重要前提条件之一，对云的宏微观结构和降水起着关键的作用。但由于观测条件所限，我国在冰核方面的研究还很薄弱。研究团队设计建造了一台具有订正温度和湿度的测量大气冰核的静力真空水汽扩散云室，改进了冰核采样器，提高了采集效率。在我国不同地区通过地面、高山和飞机对不同高度大气冰核浓度和气溶胶理化特性进行同步观测，得到不同背景条件下、不同高度、不同季节冰核浓度的系统观测数据集；根据实地观测的冰核浓度特点，建立大气冰核浓度参数化公式，揭示大气冰核浓度的垂直变化特点及其与气象参数的关系。通过比较泰山大气冰核与同时间气溶胶化学组分的相关性，研究团队发现山顶大气冰核浓度在白天与老化黑碳和矿物尘气溶胶有着较好的相关性，而在夜间，与有机碳和富钠钾类型的气溶胶有着较高的相关性，揭示了大气气溶胶化学成分的变化对大气冰核有着重要的影响。通过在河北省进行的以冰核浓度为重点的飞机观测，研究团队取得了宝贵的冰核浓度垂直分布观测资料，并发现粒径大于0.5微米的气溶胶粒子的活化率随着高度的升高而增大。通过具有详细云物理分档方案的中尺度天气预报模式，结合该研究得到的冰核浓度参数化公式，模拟结果揭示了冰核浓度增加会限制对流云上层均质核化区冰粒子的形成，使得对流层上层冰粒子浓度减小但粒径增加，促进大气向外的红外辐射，从理论上解释了冰核浓度变化对云微物理、光学特性及降水的影响。研究成果为我国区域天气预报和气候模拟提供了基于我国不同地区观测的冰核参数化方案。

该研究围绕气象事业发展需求，通过构建新型大气冰核采集和分析设施，提升了我国对大气冰核及其核化机理以及冷云微观过程的研究能力，为我国人工影响天气、人才培养、防灾减灾和应对气候变化服务。团队成员利用自主搭建的大气冰核采样及分析平台在我国不同地区开展地面、高山和飞机对不同高度大气冰核浓度和气溶胶理化特性的同步观测，填补了我国对冰核浓度垂直分布的观测资料的匮乏。研究成果为我国区域天气预报和气候模拟提供了基于我国不同地区观测的冰核参数化方案；通过将观测得到的冰核参数化方案引入数值模式中，探讨了大气冰核对冰雹生长机制的影响，为人工防雹作业技术提供理论依据。

（责任编辑：张明禄）