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我國北方地區一次層狀雲微物理和降水過程的數值模擬:兩種不同微物理方案的對比研究
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2019-11-04 | 【 【關閉】

图 高积云和层积云(高积云一般形成于2-6 km高度,属于中云;层积云一般位于2 km以下,属于低云)

  層狀雲是我國北方地區春秋季節的一類重要降水雲系,通常爲多層結構,由于溫度和相對濕度的不同,雲內冰雪晶存在多種增長方式,因而會造成冰雪晶形態的多樣性。其中由冰雪晶捕獲過冷卻水滴的凇附過程對冰相粒子增長和降水發動起著至關重要的作用。

  大气所侯团结等人在Advances in Atmospheric Sciences预出版发表的研究,通过一次层状云降水过程,利用飞机探测的二维粒子图像资料,分析了冰雪晶的主要增长机制和形态。该例云系在降水成熟阶段存在中等程度凇附的辐枝状和板状粒子,以及辐枝状聚合体和丁帽柱状粒子,表明聚并与凇附过程同时存在,是形成较大尺度冰雪晶的重要方式。

  利用WRF模式對比分析了兩種不同微物理方案對降水的模擬能力,並結合水凝物含水量、冰雪晶凇附程度和降落末速等物理量探討了造成差異的可能原因。對地面降水分布隨時間的演變分析表明,與Morrison方案相比,P3方案模擬的降水有所延遲並且更接近地面觀測。由于P3方案能體現冰相粒子凇附過程中質量-加權降落末速和密度的逐漸轉化過程,因而可以更好地再現層狀雲降水過程。

  Citation: Hou, T. J., H. C. Lei, Z. X. Hu, J. F. Yang, and X. Y. Li, 2020: Simulations of microphysics and precipitation in a stratiform cloud case over northern China: Comparison of two microphysics schemes. Adv. Atmos. Sci., 37(1), doi:10.1007/s00376-019-8257-0. (in press) http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-019-8257-0

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