發(fā)布時(shí)間：2021-02-02 09:07

　　為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)由起電活動(dòng)產(chǎn)生的空間電場(chǎng)對(duì)整個(gè)雷暴云動(dòng)力過(guò)程、微物理過(guò)程以及后續(xù)電過(guò)程的反饋?zhàn)饔?本文在三維強(qiáng)風(fēng)暴動(dòng)力-電耦合數(shù)值模式中,將電場(chǎng)分別引入積云運(yùn)動(dòng)方程及水凝物的下落末速度,模擬了1997年7月28日陜西旬邑地區(qū)的一次中等強(qiáng)度雹暴云個(gè)例,對(duì)比分析了有無(wú)電場(chǎng)影響下模擬云動(dòng)力、微物理、起電和放電過(guò)程的主要差異。得出以下結(jié)論:（1）在考慮電場(chǎng)的作用下,由于初期起電活動(dòng)并不劇烈,云內(nèi)垂直速度變化較小,算例間的粒子運(yùn)動(dòng)、相變差異微弱。但隨著云中水凝物粒子的積累,起電活動(dòng)逐漸增強(qiáng),電場(chǎng)反饋的差異也逐漸顯著,并持續(xù)影響至雷暴云的消散階段,此段差異保持約30 min,其間累計(jì)的反饋影響是不可忽視的。（2）水凝物粒子落速的變化是電場(chǎng)反饋影響的直接起因�？紤]電場(chǎng)反饋?zhàn)饔煤?雨滴、冰晶和雹粒子落速的極值整體增加,霰粒子落速的極值有增有減;電場(chǎng)對(duì)上述粒子瞬時(shí)的落速影響有增有減,但粒徑越小,粒子瞬時(shí)的落速變化越明顯,總體上,電場(chǎng)對(duì)雹粒子瞬時(shí)的落速影響最大,改變值接近其落速極值。水凝物下落末速度的調(diào)整導(dǎo)致粒子主要源項(xiàng)生成率的改變,云中霰、雹的生成率略有減小,雨滴、冰晶的生成率相對(duì)增加,而微物理過(guò)程中,粒子... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 對(duì)雷暴云內(nèi)電過(guò)程的模擬研究
        1.2.2 數(shù)值模式中電活動(dòng)對(duì)云動(dòng)力及微物理過(guò)程的反饋影響研究
    1.3 研究?jī)?nèi)容
第二章 模式簡(jiǎn)介和個(gè)例介紹
    2.1 模式簡(jiǎn)介及其物理意義
        2.1.1 控制方程組
        2.1.2 微物理過(guò)程參數(shù)化方案
        2.1.3 起電參數(shù)化方案
        2.1.4 放電參數(shù)化方案
        2.1.5 電參量的初始以及邊界條件
    2.2 電場(chǎng)參量的引入途徑
    2.3 個(gè)例簡(jiǎn)介和算例設(shè)計(jì)
        2.3.1 初始資料和算例設(shè)計(jì)
        2.3.2 在運(yùn)動(dòng)方程中引入電場(chǎng)及水凝物落速中加入電場(chǎng)的影響
第三章 雷暴云中電場(chǎng)對(duì)微物理過(guò)程的影響
    3.1 電場(chǎng)對(duì)水凝物下落末速度的影響
        3.1.1 電場(chǎng)影響下水凝物下落末速度極值的差異
        3.1.2 電場(chǎng)影響下水凝物粒子的瞬時(shí)落速的差異
    3.2 電場(chǎng)對(duì)水凝物粒子生成率的影響
    3.3 電場(chǎng)對(duì)云內(nèi)水凝物分布的影響
        3.3.1 NE組水凝物粒子的垂直分布
        3.3.2 電場(chǎng)對(duì)云內(nèi)水凝物譜分布的影響
    3.4 電場(chǎng)影響下降水強(qiáng)度差異
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雷暴云內(nèi)電場(chǎng)對(duì)宏觀動(dòng)力場(chǎng)和熱力場(chǎng)的影響
    4.1 NE組流場(chǎng)演變及引入電場(chǎng)后垂直速度的差異
    4.2 電場(chǎng)影響下云內(nèi)垂直渦度和水平散度的變化
    4.3 電場(chǎng)對(duì)云內(nèi)溫度場(chǎng)的影響
        4.3.1 電場(chǎng)影響下擾動(dòng)溫度場(chǎng)的變化
        4.3.2 兩組算例間相變累計(jì)量的差異
    4.4 本章小結(jié)
第五章 雷暴云內(nèi)電場(chǎng)對(duì)電過(guò)程的影響
    5.1 電場(chǎng)對(duì)電荷結(jié)構(gòu)以及垂直電場(chǎng)的影響
        5.1.1 引入電場(chǎng)后電荷結(jié)構(gòu)的變化
        5.1.2 NE組垂直電場(chǎng)演變以及算例間垂直電場(chǎng)的改變
    5.2 電場(chǎng)對(duì)云中起電率的影響
    5.3 電場(chǎng)對(duì)閃電頻數(shù)的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]青藏高原雷暴電荷結(jié)構(gòu)特征及成因的數(shù)值模擬研究[J]. 郭鳳霞,王曼霏,黃兆楚,李揚(yáng),穆奕君,廉純皓,曾凡輝.  高原氣象. 2018(04)
[3]雷暴云內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)起電和電荷結(jié)構(gòu)的反饋?zhàn)饔肹J]. 孫凌,郄秀書,Edward R.Mansell,陳志雄,徐燕,蔣如斌,孫竹玲.  物理學(xué)報(bào). 2018(16)
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[6]閃電和固、液態(tài)降水關(guān)系差異的數(shù)值模擬[J]. 郭鳳霞,吳鑫,梁夢(mèng)雪,江濤,陸干沂.  大氣科學(xué). 2015(06)
[7]積云模式下三維閃電分形結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 郭鳳霞,王昊亮,孫京,吳鑫,梁夢(mèng)雪.  高原氣象. 2015(02)
[8]強(qiáng)風(fēng)暴中反極性電荷結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 張義軍,徐良韜,鄭棟,王飛.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2014(05)
[9]強(qiáng)雷暴個(gè)例云內(nèi)閃電與上升氣流及液水含量關(guān)系的三維數(shù)值模擬[J]. 周志敏,郭學(xué)良.  氣候與環(huán)境研究. 2009(01)
[10]云閃放電對(duì)云內(nèi)電荷和電位分布影響的數(shù)值模擬[J]. 譚涌波,陶善昌,祝寶友,馬明,呂偉濤.  地球物理學(xué)報(bào). 2007(04)



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