本文關(guān)鍵詞：中國(guó)東部地區(qū)氣溶膠對(duì)夏季降水影響的觀測(cè)與模擬研究　出處：《中國(guó)氣象科學(xué)研究院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：中國(guó)東部地區(qū)是人口稠密區(qū),經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)區(qū),各種污染物高排放區(qū),各種觀測(cè)和模式模擬均表明該地區(qū)是一個(gè)氣溶膠污染熱點(diǎn)地區(qū)。同時(shí),該地區(qū)在夏季受東亞夏季風(fēng)影響,存在大范圍的降水空間分布,尤其是近年來的強(qiáng)降水事件時(shí)有發(fā)生。氣溶膠通過形成云凝結(jié)核或冰核參與云降水的形成,本論文主要通過選取該區(qū)域內(nèi)兩個(gè)大氣污染典型區(qū):珠三角和華北地區(qū),通過觀測(cè)和數(shù)值模式模擬的手段,在小時(shí)和日等兩種不同尺度上研究氣溶膠對(duì)降水的影響及可能機(jī)制。在珠三角地區(qū),基于小時(shí)尺度(日變化)探究了氣溶膠對(duì)(強(qiáng))降雨和閃電的影響。運(yùn)用2008~2012年共5年夏季(6~8月)高時(shí)空分辨率的PM10濃度、降水和閃電數(shù)據(jù),首先探究了三者的日變化特征,結(jié)果顯示三者的日變化特征較為一致。為了探究氣溶膠對(duì)降雨的可能影響,將逐日PM10數(shù)據(jù)序列從小到大進(jìn)行排列,劃分清潔和污染的大氣條件分別研究了夏季降雨和閃電的日變化特征。結(jié)果表明一天中的后半天內(nèi),污染狀況下強(qiáng)降水和閃電比清潔狀況下更為頻發(fā)。此外,還研究了影響強(qiáng)降水的重要?dú)庀笠蛩?即大氣溫度、垂直風(fēng)速和風(fēng)切變的日變化,其日變化特征在下午14時(shí)均呈現(xiàn)出對(duì)強(qiáng)降水的促進(jìn)作用。為了定量探尋各個(gè)因子與強(qiáng)降雨的相關(guān)程度,對(duì)所有與小時(shí)強(qiáng)降水較為相關(guān)的因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化多元線性回歸。結(jié)果顯示:相比于其它因子,閃電和氣溶膠與強(qiáng)降水最為相關(guān),氣溶膠對(duì)強(qiáng)降雨的促進(jìn)作用不容忽略。同時(shí),為了檢驗(yàn)氣溶膠對(duì)降水日變化影響的觀測(cè)結(jié)果,運(yùn)用高分辨率云解析模式(ARW)在不同的氣溶膠濃度條件下進(jìn)行了數(shù)值模擬,模式模擬的結(jié)果表明氣溶膠可顯著推遲降水峰值發(fā)生時(shí)刻,與觀測(cè)結(jié)果較為一致,從而為氣溶膠對(duì)強(qiáng)降雨日變化有重要影響這一論點(diǎn)提供了有力支撐。在華北地區(qū),基于太行山區(qū)的3個(gè)站點(diǎn)及其上風(fēng)向較為鄰近的平原地區(qū)的4個(gè)城市站點(diǎn),運(yùn)用1966~2005年夏季(5~9月)的日平均能見度數(shù)據(jù)(表征氣溶膠濃度)和小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù),探究了來自平原城區(qū)的氣溶膠對(duì)太行山區(qū)地形云降雨的影響作用。結(jié)果表明,山區(qū)弱降雨隨能見度的降低而減少,而強(qiáng)降雨隨能見度的降低而增多。地形淺云和中尺度層云產(chǎn)生的弱降雨均呈減少趨勢(shì)。能見度、弱降水的一致變化趨勢(shì)和地形因子Ro均受到氣溶膠的影響。氣象因素如大氣可降水量,對(duì)流有效位能(CAPE)和垂直風(fēng)切變對(duì)山區(qū)地形云降水的影響不大。為了驗(yàn)證由觀測(cè)得出的關(guān)于氣溶膠效應(yīng)的假設(shè),基于云模式(HUCM),并結(jié)合微物理過程分檔(SBM)運(yùn)用3.2版WRF模式進(jìn)行了模擬。模式模擬結(jié)果證明,氣溶膠通過間接效應(yīng)使山區(qū)地形淺云和中尺度層云產(chǎn)生的弱降雨量和弱降雨頻次減小,而山區(qū)上風(fēng)向平原地帶的弱降雨卻出現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。當(dāng)模式中去掉地形的作用,污染增加時(shí),弱降雨呈現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì),這表明地形因素可能是造成此現(xiàn)象的一個(gè)重要因素。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X513;P426.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 段婧;毛節(jié)泰;;華北地區(qū)氣溶膠對(duì)區(qū)域降水的影響[J];科學(xué)通報(bào);2008年23期

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本文編號(hào)：1333687