為評(píng)估2014年南京青奧會(huì)開幕式日的人工催化消減雨作業(yè)效果,利用中尺度數(shù)值模式WRF對(duì)當(dāng)日的云降水過程和催化作業(yè)開展數(shù)值模擬。本文系第一部分工作。首先對(duì)常用的八種云微物理方案的降水模擬效果進(jìn)行評(píng)估,進(jìn)一步選取Thompson和Milbrandt-Yau兩個(gè)微物理方案對(duì)此次降水過程的云系結(jié)構(gòu)和降水形成機(jī)制進(jìn)行對(duì)比分析。模擬結(jié)果表明,采用Thompson和Milbrandt-Yau兩個(gè)方案模擬的云系結(jié)構(gòu)和降水形成的微物理機(jī)制是一致的。開幕式當(dāng)天影響奧體場(chǎng)館的降水由弱的積層混合云系產(chǎn)生,降水過程以冰相微物理過程為主。雪的融化是雨水的主要源項(xiàng),Thompson方案中雪的融化對(duì)雨水的貢獻(xiàn)率為72%,Milbrandt-Yau方案為60%,蒸發(fā)則是雨水的主要匯項(xiàng),Thompson方案中蒸發(fā)對(duì)雨水的消耗率達(dá)94%,Milbrandt-Yau方案為95.6%。

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【部分圖文】：

圖22014年8月16日南京奧體中心測(cè)站實(shí)測(cè)的地面10min降水量隨時(shí)間變化

圖12014年8月16日00:00(a)500hPa和（b)700hPa天氣形勢(shì)圖，黑色等值線表示位勢(shì)高度，單位：gpm3數(shù)值模式及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

圖3南京站2014年8月16日00:00（第一行）和12:00（第二行）探空曲線：（a,c）層結(jié)曲線（實(shí)線為溫度，虛線為露點(diǎn)，灰色粗實(shí)線為相對(duì)濕度）；（b,d）環(huán)境風(fēng)廓線（實(shí)線為u分量，正值代表西風(fēng)；虛線為v分量，正值代表南風(fēng)）

我們首先選擇了八種不同顯式微物理方案（表1），在同一模擬設(shè)置的情況下進(jìn)行敏感性試驗(yàn)并對(duì)比模擬結(jié)果，這是考慮到WRF模式有多種微物理方案可供選擇，并且不同的微物理方案可能會(huì)對(duì)模擬的云系結(jié)構(gòu)和降水特性產(chǎn)生影響，為了獲得青奧會(huì)開幕式降水過程的最優(yōu)模擬效果，以便分析此次降水過程的云微物理....

圖62014年8月16日05:00(e）衛(wèi)星觀測(cè)云場(chǎng)（填色表示云量，單位：%）與（a–d,f–i）不同微物理方案模擬云場(chǎng)（填色表示云量，單位：kgm-2）對(duì)比：（a)Eta;(b)Lin;(c)WSM6;(d)Goddard;(f)Thompson;(g)WDM6;(h)Milbrandt-Yau;(i)NSSL

圖7為05:00不同云微物理方案模擬的雷達(dá)回波與觀測(cè)雷達(dá)回波的對(duì)比。與可見光云圖（圖6e）相對(duì)應(yīng)，觀測(cè)雷達(dá)回波（圖7e）圖中奧體場(chǎng)館北部有一條呈東北—西南走向的回波。八種微物理方案都模擬出了回波的走向，其中Eta、Lin和Goddard方案模擬的雷達(dá)回波強(qiáng)度整體偏弱，WSM6、W....

圖102014年8月16日08:00～18:00圖9中紅色矩形區(qū)域內(nèi)Thompson方案（實(shí)線）和Milbrandt-Yau方案（虛線）模擬的不同水成物的空間積分總質(zhì)量和區(qū)域平均降水率隨時(shí)間變化：（a）云水；（b）雨水；（c）冰晶；（d）雪；（e）霰；（f）降水率

圖10為圖9中紅色矩形區(qū)域內(nèi)，Thompson方案和Milbrandt-Yau方案模擬的水成物的空間積分總質(zhì)量以及區(qū)域平均降水率隨時(shí)間變化。兩個(gè)方案對(duì)于雨水（圖10b）、雪（圖10d）的總含量以及降水率（圖10f）的模擬，相對(duì)于其他水成物而言差別不大，但Thompson方案模擬的....

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