重庆地区一次雷暴云电过程及其对初始云滴浓度响应的数值模拟研究

发布时间：2021-04-24 10:56

　　本文采用耦合了Saunders和Takahashi两种非感应起电参数化方案的RAMS （Regional Atmospheric Modeling System）模式,对2010年7月15日发生在重庆地区的一次雷暴过程进行模拟。首先,对比分析了两种起电参数化方案下电荷开始分离时和雷暴云发展到成熟阶段时的水成物粒子的分布、所带电荷密度、以及雷暴云电荷结构分布。模拟结果表明,在雷暴云发展到成熟阶段时,两种起电参数化方案结果都呈现出正偶极性的电荷结构。在Saunders起电参数化方案下,雷暴云的电荷结构从起电到放电都呈现偶极性特征,而Takahashi参数化方案下,雷暴云的电荷结构则由反偶极性发展成正偶极性。其次,讨论了云滴数浓度对雷暴云电荷的影响。敏感性试验表明,增加云滴初始浓度,云滴和聚合物粒子浓度增加,霰粒子呈现出先增大再变化缓慢然后再减小的趋势。雷暴云电荷结构没有发生极性转换,但电荷量也呈现出先增大再变化缓慢然后减小的趋势。通过分析微物理量场和微物理过程,发现随着云滴初始数浓度增加,冰相粒子质量混合比增加。然后,对比研究了在两种非感应起电参数化方案下改变云滴数浓度对雷暴云的影响。其中... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 雷暴云起电机制的研究
        1.2.2 气溶胶对闪电影响的研究
    1.3 研究内容
第二章 模式介绍
    2.1 RAMS模式介绍
    2.2 微物理参数化方案介绍
    2.3 起电参数化方案介绍
        2.3.1 Saunders（1991）参数化方案
        2.3.2 Takahashi（1978）参数化方案
第三章 模式设置与结果分析
    3.1 模拟个例介绍和模式设置
    3.2 模拟结果分析
        3.2.1 云的雷达回波
            3.2.1.1 水成物粒子的分布
            3.2.1.2 Saunders参数化方案的模拟结果
            3.2.1.3 Takahashi起电参数化方案的模拟结果
第四章 云滴初始数浓度对雷暴云的影响
    4.1 试验结果
    4.2 地面降水分析
    4.3 微物理量场分析
    4.4 微物理过程分析
第五章 两种非感应起电参数化方案下云滴初始数浓度对雷暴云电荷结构影响的比较
    5.1 SAUNDERS起电参数化方案下的实验结果
    5.2 两种非感应起电参数化方案试验结果对比分析
第六章 本文总结
    6.1 主要结论
    6.2 本文特色
    6.3 本文存在的不足和展望
参考文献
作者介绍
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]雷暴起电和放电物理过程在WRF模式中的耦合及初步检验[J]. 徐良韬,张义军,王飞,郑栋.  大气科学. 2012(05)
[2]基于RAMS V6.0的非感应起电机制评估和雷暴初期电荷结构模拟[J]. 李万莉,刘冬霞,郄秀书,傅慎明,段树,陈羿辰.  物理学报. 2012(05)
[3]雷暴云首次放电前两种非感应起电参数化方案的比较[J]. 郭凤霞,张义军,言穆弘.  大气科学. 2010(02)
[4]强雷暴云中电荷多层分布与形成过程的三维数值模拟研究[J]. 周志敏,郭学良.  大气科学. 2009(03)
[5]强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟[J]. 周志敏,郭学良.  气候与环境研究. 2009(01)
[6]基于高分辨率中尺度气象模式的实际雷暴过程的数值模拟试验[J]. 黄丽萍,管兆勇,陈德辉,马明.  大气科学. 2008(06)
[7]青藏高原那曲地区雷暴云电荷结构特征数值模拟研究[J]. 郭凤霞,张义军,言穆弘.  大气科学. 2007(01)
[8]雷暴云不同空间电荷结构数值模拟研究[J]. 郭凤霞,张义军,郄秀书,言穆弘.  高原气象. 2003(03)
[9]三维强风暴动力-电耦合数值模拟研究Ⅰ:模式及其电过程参数化方案[J]. 孙安平,言穆弘,张义军,张鸿发,黄美元.  气象学报. 2002(06)
[10]三维强风暴动力-电耦合数值模拟研究II:电结构形成机制[J]. 孙安平,言穆弘,张义军,张鸿发,黄美元.  气象学报. 2002(06)



本文编号：3157239