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本文在MM5V3中尺度数值模式中引进了一个详细描述辐射传输过程并具有较高精度的辐射传输方案,研究了不同辐射传输方案对中尺度降水影响的差异,建立了一个独立的雪晶辐射性质参数化方案,讨论了云滴谱的不确定性对中尺度降水的影响,探讨了辐射传输过程改变降水的日变化特征和辐射传输过程影响中尺度降水的物理机理。
降水的产生主要由天气形势决定,辐射传输过程对降水的整体分布影响不大。研究不同辐射传输方案对降水的影响发现尽管不同的辐射传输方案的准确性存在着明显的差异,但这些差异并不导致降水整体分布的显著改变。辐射传输过程明显地改变降水强度,而且白天的改变明显强于夜间,降水强度的改变在降水中心表现得尤为明显。建立了一个独立的雪晶辐射性质参数化方案,雪晶辐射能够引起较大的降水强度改变,证明了建立独立雪晶辐射性质参数化的必要性。云滴谱的不确定性导致降水强度的明显改变,而且这一改变主要是通过辐射传输过程实现的,这个结果在一定程度上反映了人类活动对降水的影响。辐射传输过程对降水的影响有非常显著的日变化,它能增强降水的日变化特征。相当辐射冷却/加热引起的饱和水汽厚度改变是辐射传输过程影响中尺度降水的根本原因。辐射传输过程的作用包括两个方面,直接作用(热力作用)和间接作用(改变对流),这两个方面都对降水产生作用。研究发现相当辐射冷却/加热引起的饱和水汽厚度变化是辐射传输过程改变降水的根本原因。这个机理概括了现有的辐射影响降水的机制,可以用于定性分析辐射传输过程对降水的影响;同时,它还可以比较准确地用于辐射改变降水的定量估计。