山地降水是湿空气气流经过山脉时受地形强迫抬升而形成,受其上风向的平原地区的大气条件的直接影响。在我国,许多山脉上风向区域存在人类居住生活的城市,是局地人为气溶胶的主要排放源地。这些人为气溶胶的排放对其下风向的山地区域降水的影响,近年来也逐渐成为学者们关注的问题。为研究上风向的气溶胶排放对山地降水影响的机制,本文使用WRF-Chem模式对四川省2013年7月8日至9日在盆地西北部山区发生的一次强降水过程进行高分辨率的模拟,讨论了四川盆地气溶胶排放增加对此次暴雨的影响;同时也对华山及其上风向关中平原夏季降水进行了连续长时间的模拟,分析了关中平原气溶胶排放对典型的山谷风引起华山区域降水的影响。对这两个不同区域的模拟均进行了:P_ALL(同时考虑气溶胶-辐射相互关系和气溶胶-云相互关系的污染大气条件),C_ALL(同时气溶胶-辐射相互关系和气溶胶-云相互关系清洁大气条件)、P_NORAD(不考虑气溶胶-辐射相互作用的污染条件)以及C_NORAD(不考虑气溶胶-辐射相互作用的清洁条件)这四组对比模拟实验。研究发现,以黑碳为主的吸收性气溶胶(具备极强的太阳辐射吸收能力),在不同的地形条件和天气条件下,通过气溶胶-辐射作用,会对山地降水产生不同的影响结果。本文研究发现,四川盆地的气溶胶排放,在2013年7月8日至9日在盆地西北部山区发生的一次强降水过程有重要的影响,主要结论如下:1、此次降水过程主要受天气系统影响,四组模拟实验均在山地区域显示出明显的降雨带。受气溶胶-辐射作用的影响,在北川县区域,P_ALL暴雨时段累积降水超过了125mm,与观测结果相符。而其它三个方案的降水强度均不足100mm,相对于P_ALL平均减少了约40%。2、吸收性气溶胶削弱了四川盆地接收的太阳辐射能,使其地表温度降低,而大气温度却因气溶胶的加热作用而升高,这使得盆地区域的大气稳定度增加,进而导致白天在盆地区域的对流发生受到抑制。模拟结果显示,P_ALL下午14时至20时在盆地区域的降水,相对于清洁大气条件C_ALL,减少了约60%3、P_ALL下午14时至20时在盆地发生的降水受到抑制,在天气系统影响下不断输送到四川盆地区域的水汽和能量不能得到释放。没有得到释放的能量和水汽,随着不断吹向盆地西北部山区的气流向山地方向聚集,受山地抬升作用形成更强的对流和降水。相对于C_ALL等方案,P_ALL在暴雨时段累积降水增加达到20%-60%,形成了灾害性降水。对于华山夏季降水,我们发现关中平原排放的气溶胶通过气溶胶-辐射作用导致华山降水减少,研究结论如下:1、关中平原地区的人为气溶胶排放增加,导致华山区域降水减少。P_ALL条件下的华山降水相对于C_ALL华山降水减少约40%。并且,华山降水的减少主要是由于气溶胶-辐射作用导致的白天降水减少。2、模拟时段的华山降水主要受山谷风作用形成。经过分析,我们发现受气溶胶-辐射作用导致关中平原与华山之间的谷风减弱,这是导致这一时段华山白天降水减少的主要原因。关中平原吸收性气溶胶排放增加,减少了平原上空与华山顶之间的温度差异,并且降低了平原地表的温度,而这两方面最终均会导致白天谷风的形成减弱,谷风减弱达0.3m/s3、平原地区白天地表温度降低,使得地表蒸发减弱,平原上空水汽减少,结合谷风强度减弱的影响,最终使得平原向山地传输的水汽减少,到达山地区域的空气更加干燥,山顶相对湿度减少3%以上,不利于降水的形成,导致山地降水的减少。同时,山顶对流减弱,冷云降水发生减少,更进一步减少了华山降水。气溶胶通过气溶胶-辐射作用对四川暴雨和华山降水表现出截然不同的作用,主要原因可能是由于不同的降水系统的动力和热力条件不一样。四川暴雨过程对应的是蕴含大量水汽的低空季风以及四川盆地的气溶胶加热作用,而华山降水则主要由当地的局地环流导致,其局地环流受气溶胶影响减弱,进而使得山顶空气干燥,降水减少。气溶胶作为CCN可能导致华山暖云降水的减少,同时也有可能通过气溶胶激发对流效应导致降水增加,但气溶胶-云作用对本文中涉及的两种降水影响十分有限。同时,由于体积水云微物理方案参数化的限制,本文中模拟结果对气溶胶间接效应的反映存在不确定性。