华北积层混合云微物理特征的飞机观测分析及数值模拟研究

发布时间：2024-02-06 21:33

　　利用国家科技支撑计划重点项目环北京地区三架飞机联合云探测试验数据，研究了2009年4月18日和5月1日两次积层混合云中冰晶形态、分布与增长过程，依据观测结果，考察了中尺度数值模式对积层混合云云物理及降水过程的模拟能力。研究结果表明： 飞机在0－-16oC范围的云层内观测的冰晶形态主要包括板状、针柱状、柱帽状、辐枝状和不规则状。云中低层观测的冰晶形态受云顶温度影响，云顶温度不同，观测的冰晶形态不同，当云顶温度高于-8oC，在云中低层观测的冰晶形态以板状和针柱状为主，当云顶温度低于-13oC时，在云中低层可观测到辐枝状冰晶，当云顶温度低于-18oC时，在云中低层可观测到柱帽状冰晶。同时冰晶形态还受其所处云中位置的影响，不同云区采集的冰晶形态都是多形态的混合，但是对流区域能够采集到更多的辐枝状冰晶和冰晶聚合体，同时冰晶的凇附程度高于层云区域，而层云区域能够采集到清晰的六角板状冰晶；在融化层以上，冰晶的增长过程主要包括凝华、凇附和聚合过程，在垂直方向上，随着高度降低云中过冷水增多，冰晶的凇附增长也相应增强。积层混合云中的对流区和层云区粒子谱下落拓宽速率有明显差别，在4.8－4.2km（-11....

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【部分图文】：

图2.2WRF模式工作流程图

图2.2WRF模式工作流程图.2模式的动力框架本文采用的是WRF(ARW)V3.2.1版本，该版本采用可压缩非静力欧拉方程组，由守变量构建的控制方程组(Ooyama,2001)，采用地形追随质量坐标(Laprise,1992)，平网格采用ArakawaC网格....

图2.3各物理方案之间的相互作用示意图

垂直扩散方案是建立在风场和位温的局地梯度基础上的，此即局地K方法，扩散系数是局地理查森数的函数，该方案因为其较小的计算量和能在典型的产生产生合理的结果而被广泛应用于大气数值模式中。该方案用反梯度项表引起的通量，在行星边界层顶显示处理夹卷层，根据大尺度涡旋模式的研究表示成与地表....

图2.4三层嵌套模拟区域(彩色阴影：地形高度)

第二章资料和模式介绍本文所选模拟方案本文采用WRF-V3.2.1模式版本，利用1o×1o的NCEP全球分析资料对2009年48日和2009年5月1日张家口北部地区的两次积层混合云降水个例进行模拟。模拟三重嵌套,各嵌套空间范围如图2.4所示，图....

图3.22009年5月1日天气形势，(a)08时500hPa高度场（单位：gpm）和风场，（b）09时FY2C可见光云图

31(b)图3.22009年5月1日天气形势，(a)08时500hPa高度场（单位：gpm）和风场，（b）09时FY2C可见光云图机观测概况009年4月18日积层混合云过程图3.3是2009年4月18日雷达组合反射率及飞机飞行轨迹的叠加图,从图中可该....

本文编号：3896222