【摘要】：本文基于已經(jīng)耦合入氣溶膠方案的二維雷暴云起、放電模式,選用更合理的有關(guān)氣溶膠沉積核化計(jì)算理論替換原有的經(jīng)驗(yàn)公式,優(yōu)化了模式的參數(shù)化方案。同時(shí)選取合適的探空個(gè)例對比了參數(shù)化方案優(yōu)化前后冰晶的分布變化,并在此基礎(chǔ)上,分析了云內(nèi)其他水成物粒子的變化。此外,基于云內(nèi)微物理特性和雷暴云電過程之間的聯(lián)系,研究了雷暴云的起電過程�？傊�,參數(shù)化方案的優(yōu)化有利于我們更科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)靥接憵馊苣z作為冰核對雷暴云起電、后期放電行為的影響,進(jìn)而為研究雷暴云宏觀與微觀之間的特征聯(lián)系提供一定的理論支撐。本文的主要研究結(jié)果有：(1)參數(shù)化方案優(yōu)化后,模式模擬出的冰晶粒子分布的溫度、高度范圍以及比含水量值均小于原方案下的模擬結(jié)果。通過參考國外文獻(xiàn)和模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在使用的沉積核化計(jì)算理論比原經(jīng)驗(yàn)公式更貼近觀測事實(shí)。因而可推測參數(shù)化方案優(yōu)化后可以更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)啬M雷暴云整個(gè)生命周期的發(fā)展。(2)參數(shù)化方案的優(yōu)化同時(shí)影響云內(nèi)其他水凝物粒子的空間分布。相比較于原LPM方案,優(yōu)化后的方案下,冰晶在高溫區(qū)的生成能力被弱化,云內(nèi)過冷云水較為充足,有助于云水轉(zhuǎn)化效率的增加和雨滴的增長；同時(shí),云滴碰并霰、雨滴碰并霰、云滴碰并冰晶等物理過程亦有改變,這最終引起霰粒子在高溫區(qū)出現(xiàn)更早,下落更快。(3)參數(shù)化方案改善后,地面累積降水量(固態(tài)和液態(tài))改善明顯。模擬結(jié)果顯示,冰晶分布的改變最終影響到了地面降水量的變化,造成地面降水提前13min產(chǎn)生,累積降雨量從1.9 mm增加到10.8mm。(4)參數(shù)化方案優(yōu)化后,由于高溫區(qū)冰晶生成能力的減弱,冰晶在高溫區(qū)和霰粒子發(fā)生碰撞的概率大大降低,并未發(fā)生極性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí),非感應(yīng)起電率、霰冰粒子的荷電的電荷密度均顯著減弱。此外,通過對比不同核化方式下雷暴云的起電特征,發(fā)現(xiàn)在考慮氣溶膠異質(zhì)核化作用以后,雷暴云的非感應(yīng)起電率有顯著的提升。在大于-25℃的溫區(qū)范圍內(nèi)也有起電過程發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P427.3;P446

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本文編號：2800297