發(fā)布時(shí)間：2020-05-10 10:54

【摘要】：在凝華增長過程中,冰晶的形狀隨著溫度和濕度的改變而改變,準(zhǔn)確模擬冰晶粒子的演變對于提高云模式的模擬能力起著非常重要的作用。在現(xiàn)有的云模式中,冰晶形狀通常假設(shè)為球形,而在實(shí)際大氣中,冰晶形狀十分復(fù)雜。本研究中,我們根據(jù)冰晶凝華增長理論模型建立了一個(gè)單個(gè)冰晶粒子增長模型,模擬了溫度分別為-1°C~-30°C時(shí),單個(gè)典型非球形冰晶粒子的凝華增長過程。與風(fēng)洞觀測數(shù)據(jù)相對比,該模型能夠抓住單個(gè)冰晶粒子的軸長,質(zhì)量以及縱橫比隨溫度和濕度的變化過程。我們進(jìn)一步將該理論增長模型應(yīng)用到群粒子的凝華增長過程的模擬。我們懫用歐拉二維正定平流輸送法(MPDATA)模擬了典型非球形冰晶群粒子的凝華增長,并對比分析了在不同縱橫比分辨率下的模擬效果以及溫度變化對冰晶形狀的影響,結(jié)果表明運(yùn)用該數(shù)值方法可以合理地模擬出群粒子在凝華增長過程中縱橫比的演變。與目前采用的拉格朗日—?dú)W拉混合平流算法比較,該算法能夠耦合到歐拉動(dòng)力框架下的分檔云模式中去,這對我們研究冰晶粒子形狀對云微物理過程和動(dòng)力過程的影響,以及它們對冰粒子凝華增長的反饋?zhàn)饔镁哂蟹浅Ｖ匾目茖W(xué)意義。

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