云凝结核对南京地区夏季不同降水过程影响的模拟研究
发布时间：2020-06-20 03:08
【摘要】：研究表明,中国城市化水平快速提升所排放的气溶胶可以作为云凝结核(CCN)影响云和降水的发生、发展。为了探讨CCN与降水之间关系,并区分CCN对不同降水影响的差异,本文利用WRF3.8.1模式,采用改进的Thompson云微物理参数化方案,对系统性降水和局地强对流降水两次个例进行模拟,讨论CCN对南京地区两次降水过程的影响。首先,使用不同微物理参数化方案对2014年六月初南京地区的一次系统性降水进行模拟,选取合适的参数化方案并对比分析高、低CCN浓度的环境场对此次降水的影响。结果显示:改进的Thompson微物理方案对此次降水有一定的再现能力。较高的CCN浓度有利于总累积降水量增加,降水范围扩大;强降水中心强度随CCN浓度上升而增强,而在较弱降水中心有相反的影响;CCN浓度的增加将抑制云滴向雨滴的转化,使对流层低层的暖云过程被抑制,不利于暖云过程的发展;CCN浓度的增加使对流层中层的过冷云水增加,促进过冷云水向霰的转化,也促进雪的淞附过程,有利于冷云过程的发展。其次,利用Thompson方案对2016年7月6日的局地强对流降水进行高、中、低三种CCN浓度的敏感性试验和对比分析,探讨CCN浓度变化对局地强对流降水过程的云微物理结构和降水变化的影响。结果显示:随着CCN浓度的上升,地面累积降水量减少,暖云降水减弱;CCN浓度上升抑制了冰晶的生成,导致高空环境温度偏暖,从而抑制了雪、霰的生成,冷云降水减少;在降水后期,对流层中层云水的维持减缓了霰降水结束。最后,对比分析了这两次不同降水对CCN浓度变化的响应。结果显示:低云云量和高云云量可以间接反映出暖云过程和冷云过程的发展程度,与地面降水有较好的对应关系;CCN浓度上升减弱了蒸发过程,使地面冷池前的辐合抬升减弱,形成对暖云过程的负反馈作用;在系统性降水中,较弱的垂直运动有利于霰和雪的产生,所释放的潜热加热增加加强了空气的抬升运动,同时霰和雪下落过程中的融化吸热加强了地面冷池,从而促进冷池前的辐合抬升运动,共同形成对冷云过程的正反馈作用。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P461
【图文】：
３．１个例介绍逡逑２０１４年至５月底，黄淮、江淮、江南等地发生了一次强降水过程，江苏中、南部逡逑和浙江西北部等地有大到暴雨。从５月３１日１８时中国东部高低空环流形势（图３．１）逡逑可以看到，南京位于５００邋ｈＰａ低涡底部的偏西气流中（图３．１ａ），有较好的抬升条件。逡逑８５０邋ｈＰａ安徽西北部维持一个低涡系统，其东部有较强的气旋式切变，同时低涡的西南逡逑部和东部存在较强的低空急流，提供良好的水汽条件（图３．１ｂ）。地面江淮地区有明显逡逑的气旋维持（图３．１ｃ），观察温度场的垂直结构可以看到明显的冷暖锋结构（图略）。逡逑从系统高低空配置可以看出，维持在江淮地区的是一个较为深厚的低值系统，将在安逡逑徽一江苏一浙江一带形成一次持续时间较长、强度较大的锋面降水。而在５月２５日至逡逑５月３０日，南京空气污染严重，５月３０日的空气质量指数（ＡＱＩ）高达２６５邋ｐｇ邋ｍ＿３。这逡逑次天气过程为研究气溶胶对城市降水的影响提供了很好的环境条件。逡逑（ａ）邋５００ｈＰａ逦（ｂ）邋８５０ｈＰａ逡逑W ＿逡逑１００Ｅ逦１２０Ｅ逦１４０Ｅ逦１００Ｅ逦１２０Ｅ逦１４０Ｅ逡逑（ｃ）邋Ｓｕｒｆａｃｅ逡逑~栧义希保埃埃佩危保玻埃佩危保矗埃佩义贤迹常卞危玻埃保茨辏翟拢常比眨保甘保ǎ牵停裕峦┲泄浚担埃板澹瑁校徨澹ǎ幔福担埃瑁校徨澹ǎ猓┖偷孛妫ǎ悖╁义匣妨餍问
本文编号：2721771
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P461
【图文】：
３．１个例介绍逡逑２０１４年至５月底，黄淮、江淮、江南等地发生了一次强降水过程，江苏中、南部逡逑和浙江西北部等地有大到暴雨。从５月３１日１８时中国东部高低空环流形势（图３．１）逡逑可以看到，南京位于５００邋ｈＰａ低涡底部的偏西气流中（图３．１ａ），有较好的抬升条件。逡逑８５０邋ｈＰａ安徽西北部维持一个低涡系统，其东部有较强的气旋式切变，同时低涡的西南逡逑部和东部存在较强的低空急流，提供良好的水汽条件（图３．１ｂ）。地面江淮地区有明显逡逑的气旋维持（图３．１ｃ），观察温度场的垂直结构可以看到明显的冷暖锋结构（图略）。逡逑从系统高低空配置可以看出，维持在江淮地区的是一个较为深厚的低值系统，将在安逡逑徽一江苏一浙江一带形成一次持续时间较长、强度较大的锋面降水。而在５月２５日至逡逑５月３０日，南京空气污染严重，５月３０日的空气质量指数（ＡＱＩ）高达２６５邋ｐｇ邋ｍ＿３。这逡逑次天气过程为研究气溶胶对城市降水的影响提供了很好的环境条件。逡逑（ａ）邋５００ｈＰａ逦（ｂ）邋８５０ｈＰａ逡逑W ＿逡逑１００Ｅ逦１２０Ｅ逦１４０Ｅ逦１００Ｅ逦１２０Ｅ逦１４０Ｅ逡逑（ｃ）邋Ｓｕｒｆａｃｅ逡逑~栧义希保埃埃佩危保玻埃佩危保矗埃佩义贤迹常卞危玻埃保茨辏翟拢常比眨保甘保ǎ牵停裕峦┲泄浚担埃板澹瑁校徨澹ǎ幔福担埃瑁校徨澹ǎ猓┖偷孛妫ǎ悖╁义匣妨餍问
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