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沙尘气溶胶作为冰核影响区域降水的数值研究

李磊

   本文采用中尺度模式MM5对2003年4月8-11日沙尘天气发生时的降水过程进行模拟,分析了这次降水过程的降水机制。通过修改Resiner霰方案中冰核浓度的处理方案,设计了5种不同的敏感性试验,从云降水微物理过程和热力动力角度研究了沙尘气溶胶作为冰核对降水强度以及对区域降水空间分布的影响。同时还分析了沙尘天气情况下进行人工影响天气试验的可行性。模拟结果表明: 这次沙尘天气条件下的降水过程基本符合“播撒—供给”机制。云系整体结构的模拟表明云系存在一定的非均匀结构,同时云内还存在分层结构。对云降水物理过程的模拟显示云中不同粒子存在区域的高度是不同的,高层完全由冰相粒子组成,零度层到500hPa是冰水混合层,其下是液水层。 沙尘气溶胶作为冰核对降水中心降水强度的影响是:增加冰核后,云内会形成大量小冰晶,从而破坏了“播撒—供给”机制,导致降水减少:减少冰核后,云内冰晶可以长的更大,从而加强“播撒-供给”机制,导致降水增加。 沙尘气溶胶作为冰核对区域降水空间分布的影响主要是通过改变高层冰晶的分布来实现。沙尘天气条件下会产生更多的冰晶,破坏了云中原本较好的“播撒-供给”条件,使地面降水减少;而在“播撒”条件较差的云中,因沙尘天气增加了冰晶的量使“播撒”更有效,地面降水增加,从而使地面降水发生再分布。 沙尘天气情况下自然云中仍会存在一些“播撒”条件较差的区域,如果这些区域在水汽以及过冷水条件较好的情况下可以进行人工催化试验,在适当增加冰晶后,将会使“播撒”更有效,从而增加地面降水。……   
[关键词]:沙尘气溶胶;冰核;区域降水;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京信息工程大学2007年