雨滴蒸发对强对流天气影响的数值研究

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本文利用常规高空、地面观测资料和多普勒雷达资料,结合中尺度数值模式(WRF v3.4),对发生在湖北省两次不同强度的强对流天气过程进行综合分析和数值模拟。从宏微观角度分析了两次强对流天气的演变特征,并对雨水蒸发过程进行敏感性试验,结果表明:环流形势场上,两次对流过程中高层存在小槽东移,低层西南暖湿气流与切变线配合,为降水过程提供充足水汽条件。WRF模式能较好的模拟出红安强对流降水个例地面累积降水和雷达反射率因子;对于崇阳冰雹天气过程,模式模拟的累积降水以及雷达反射率因子比实际情况偏强、发展趋势与实况较为接近。红安与崇阳个例的主要雨水源项为霰粒子融化,伴随雨水收集云水过程以及雪晶粒子的融化形成雨水过程,其中崇阳个例中雨水收集过程及雪融化过程比红安个例转化率略弱;雨水汇项主要为霰粒子碰冻增长,蒸发过程显著。对于不同的强对流天气,雨水蒸发过程对对流过程的影响不同。对于对流的发展演变过程而言,在红安个例中雨水蒸发过程的减弱仅仅消弱了对流发展强度,对其演变规律影响不显著;而在崇阳个例中,蒸发过程的减弱会造成对流演变规律、发生区域出现变化,从导致地面降水、降雹存在差异。除了对宏观对流演变过程产生不同的影响,雨水蒸发过程的改变同样也对云团内微物理结构及微物理过程存在影响,而且对于不同对流过程的影响存在差异。对本文所研究的两次对流过程,在雨水蒸发率减弱后,云中水成物粒子以及雨水源汇项的垂直分布规律变化不大。但不同对流天气过程中,水成物含量以及微物理源汇对雨滴蒸发率变化的响应规律会存在不同。
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