氣溶膠作為云凝結(jié)核和冰核對(duì)雷暴云電過程影響的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-26 21:03
本文使用耦合了非感應(yīng)起電機(jī)制和整體放電參數(shù)化方案的WRF (v3.4.1)中尺度模式,選取Morrison雙參數(shù)微物理方案,討論氣溶膠分別作為云凝結(jié)核(CCN)和冰核(IN)對(duì)雷暴云微物理過程及電過程的影響。運(yùn)用氣溶膠活化經(jīng)驗(yàn)公式,改變初始云凝結(jié)核濃度(CCN;濃度變化從500 cm-3到4000 cm-3),共模擬15組試驗(yàn),模擬了一個(gè)理想的超級(jí)雷暴單體,討論了 CCN濃度(nCCN)對(duì)雷暴云起電強(qiáng)度的影響。通過研究發(fā)現(xiàn):隨nCCN增加,霰粒子數(shù)濃度減少,混合比增加,霰粒子平均尺度增加;冰晶粒子數(shù)濃度增加,混合比基本不變,冰晶粒子平均尺度減小。此外,霰粒子平均尺度增大,下落末速度增大,冰晶粒子平均尺度減小,下落末速度減小,二者末速度差值增加,導(dǎo)致單次碰撞電荷分離量增加。綜上所述,氣溶膠濃度增加使霰粒子與冰晶粒子碰撞分離過程增強(qiáng),單次碰撞電荷分離量增加,正負(fù)電荷密度平均值增加,從而增強(qiáng)雷暴起電強(qiáng)度。對(duì)2014年6月13日發(fā)生在華北地區(qū)的一次颮線過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過改變IN濃度進(jìn)行敏感性試驗(yàn),討論不同IN濃度背景下雷暴云微物理過程及電活動(dòng)的區(qū)別。研究發(fā)現(xiàn):高濃度IN背景下,冰晶粒子數(shù)濃...
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?WRF模式水平網(wǎng)格和垂直網(wǎng)格分布??
?第二章模式介紹???WRF-ARW?模式包括預(yù)處理模塊(the?WRF?Preprocessing?System,?WPS)、常??規(guī)和非常規(guī)氣象資料同化模塊(WRF-VAR)、理想試驗(yàn)?zāi)K(Ideal?case)、化學(xué)??模塊(WRF-Chem)預(yù)報(bào)模塊及后處理模塊(圖2.2)?其物理過程包括大氣??水平和垂直的渦動(dòng)擴(kuò)散,大氣長(zhǎng)波輻射方案,太陽短波輻射方案,云微物理方??案,邊界層方案及積云對(duì)流參數(shù)化方案等。??
andPeck[2t^j|后計(jì)算出了臨界?松附增長(zhǎng)率RosenfeldandWoodley1781?指??出當(dāng)云內(nèi)溫度為-37.5?°C時(shí)仍有液態(tài)水存在。Mansell?etal.[l7]根據(jù)以上研究調(diào)整??了起電區(qū)的溫度,圖2.3[|()]給出本文使用的方案中臨界凇附增長(zhǎng)率的曲線,其中??用似況曲線來表征液態(tài)水含量,在曲線上部霰粒子帶正電荷,曲線下部霰粒子??帶負(fù)電荷。??12??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣溶膠對(duì)雷暴云起電以及閃電發(fā)生率影響的數(shù)值模擬[J]. 師正,譚涌波,唐慧強(qiáng),楊憶,彭琳,郭秀峰,陳浩然. 大氣科學(xué). 2015(05)
[2]冰晶核化對(duì)雷暴云微物理過程和起電影響的數(shù)值模擬研究[J]. 譚涌波,楊憶,師正,周博文,張冬冬,廖義慧. 大氣科學(xué). 2015(02)
[3]Charge Structure of a Summer Thunderstorm in North China:Simulation Using a Regional Atmospheric Model System[J]. LIU Dongxia,QIE Xiushu,PENG Liang,LI Wanli. Advances in Atmospheric Sciences. 2014(05)
[4]氣溶膠對(duì)云中水成物粒子荷電情況的影響[J]. 王寧寧,譚涌波,師正,郭秀峰. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[5]耦合氣溶膠模塊的雷暴云起電模式[J]. 王寧寧,譚涌波,師正,郭秀峰. 高原氣象. 2013(02)
[6]雷暴起電和放電物理過程在WRF模式中的耦合及初步檢驗(yàn)[J]. 徐良韜,張義軍,王飛,鄭棟. 大氣科學(xué). 2012(05)
[7]高分辨中尺度雷電預(yù)報(bào)模式GRAPESLM的建立及其初步應(yīng)用試驗(yàn)[J]. 黃麗萍,陳德輝,馬明. 氣象學(xué)報(bào). 2012(02)
[8]新一代中尺度預(yù)報(bào)模式(WRF)國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉君,馬浩. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[9]氣溶膠對(duì)云宏微觀特性和降水影響的研究進(jìn)展[J]. 楊慧玲,肖輝,洪延超. 氣候與環(huán)境研究. 2011(04)
[10]氣溶膠對(duì)冰雹云物理特性影響的數(shù)值模擬研究[J]. 楊慧玲,肖輝,洪延超. 高原氣象. 2011(02)
本文編號(hào):3460190
【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?WRF模式水平網(wǎng)格和垂直網(wǎng)格分布??
?第二章模式介紹???WRF-ARW?模式包括預(yù)處理模塊(the?WRF?Preprocessing?System,?WPS)、常??規(guī)和非常規(guī)氣象資料同化模塊(WRF-VAR)、理想試驗(yàn)?zāi)K(Ideal?case)、化學(xué)??模塊(WRF-Chem)預(yù)報(bào)模塊及后處理模塊(圖2.2)?其物理過程包括大氣??水平和垂直的渦動(dòng)擴(kuò)散,大氣長(zhǎng)波輻射方案,太陽短波輻射方案,云微物理方??案,邊界層方案及積云對(duì)流參數(shù)化方案等。??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣溶膠對(duì)雷暴云起電以及閃電發(fā)生率影響的數(shù)值模擬[J]. 師正,譚涌波,唐慧強(qiáng),楊憶,彭琳,郭秀峰,陳浩然. 大氣科學(xué). 2015(05)
[2]冰晶核化對(duì)雷暴云微物理過程和起電影響的數(shù)值模擬研究[J]. 譚涌波,楊憶,師正,周博文,張冬冬,廖義慧. 大氣科學(xué). 2015(02)
[3]Charge Structure of a Summer Thunderstorm in North China:Simulation Using a Regional Atmospheric Model System[J]. LIU Dongxia,QIE Xiushu,PENG Liang,LI Wanli. Advances in Atmospheric Sciences. 2014(05)
[4]氣溶膠對(duì)云中水成物粒子荷電情況的影響[J]. 王寧寧,譚涌波,師正,郭秀峰. 南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[5]耦合氣溶膠模塊的雷暴云起電模式[J]. 王寧寧,譚涌波,師正,郭秀峰. 高原氣象. 2013(02)
[6]雷暴起電和放電物理過程在WRF模式中的耦合及初步檢驗(yàn)[J]. 徐良韜,張義軍,王飛,鄭棟. 大氣科學(xué). 2012(05)
[7]高分辨中尺度雷電預(yù)報(bào)模式GRAPESLM的建立及其初步應(yīng)用試驗(yàn)[J]. 黃麗萍,陳德輝,馬明. 氣象學(xué)報(bào). 2012(02)
[8]新一代中尺度預(yù)報(bào)模式(WRF)國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉君,馬浩. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2011(11)
[9]氣溶膠對(duì)云宏微觀特性和降水影響的研究進(jìn)展[J]. 楊慧玲,肖輝,洪延超. 氣候與環(huán)境研究. 2011(04)
[10]氣溶膠對(duì)冰雹云物理特性影響的數(shù)值模擬研究[J]. 楊慧玲,肖輝,洪延超. 高原氣象. 2011(02)
本文編號(hào):3460190
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