利用GRAPES中尺度模式研究气溶胶对云和降水过程的影响

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shying
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为了研究气溶胶通过活化成为云凝结核CCN对云的微物理特征及降水的影响,本文在GRAPES中尺度模式的双参数微物理方案中加入了气溶胶活化参数化过程,并增加和改进了相关的微物理过程,实现了对云滴数浓度的预报,然后分别选取了2008年华北地区一次夏季降水过程和2012年长江中下游地区一次冬季降水过程进行个例模拟分析。对两个个例分别设置不同气溶胶浓度的两个试验进行对比,结果显示:气溶胶浓度增加后,云微物理量中最大的变化就是云水的显著增加,因为活化产生了更多尺度较小的云滴,抑制了云雨的自动转化,使大气中滞留了更多的云水,同时造成了液水路径的增大,暖云降水减小;另一方面,云水的增加会使冰相粒子,尤其是雪和霰通过碰并云水等过程而增大,最后融化成雨增加冷云降水,同时冰相粒子增加会释放更多的潜热,促进上升气流的发展,进一步增加降水。模拟区域中气溶胶对降水的影响存在着空间不一致性,主要由于冷暖云配置的不均匀性,暖云较厚的地方暖云降水受到的抑制明显,使地面降水减小,冷云厚度相对较厚时,冷云降水的增加大于暖云降水的抑制,使地面降水增加。同时由于在降水过程的不同阶段冷暖云的变化,气溶胶对降水的影响也存在着时间不一致性。对冬季个例设置了气溶胶浓度从小到大的多组敏感性试验,结果表明:气溶胶浓度较低时,随气溶胶浓度的增加,云水增加量显著,与之对应,冰相粒子含量也随之增大,同时使上升气流增强,冷云降水的明显增加使地面平均降水量增大;当气溶胶浓度较高时,随气溶胶浓度的增加,云水增加变缓,冰相粒子含量及垂直上升气流增速也放缓或不再增加,暖云降水的过度抑制使区域平均降水量有减少趋势。
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