碰并及湍流对海洋性边界层云滴谱特征影响的模拟研究

发布时间：2024-10-05 01:24

　　利用MISTRA一维云模式,模拟了海洋性边界层云的发展过程。通过有无碰并、湍流强弱两组对照实验,获得了碰并及湍流对云不同发展阶段、不同高度上云微物理量特征以及ε-N相关关系的影响。再利用云滴谱谱型的变化特征确定影响离散度及ε-N相关关系的主要因子。主要研究结果如下:(1)海洋性边界层云微物理量存在明显的日夜变化特征。在凝结过程中,云微物理量因辐射等作用,存在明显白天增大夜晚消散的特征,并且由于逆温层的积聚作用以及云顶湍流较强的原因,液水含量以及云滴数浓度在云顶及其下方不远处的范围内存在极大值。而单一液水含量、离散度、平均半径以及标准差因受到液水含量和云滴数浓度的共同制约在云层中下部出现极值。增加碰并作用后云层发展较快,明显缩短了云层生命期,云中的液态水含量明显减少,云滴数浓度在前期变化不大,后期略有减少,单一液水含量、离散度、平均半径以及标准差因大尺度云滴的沉降作用在云底出现极值。(2)凝结过程ε-N在云中下部呈非线性相关关系,在云顶呈正相关关系,且云顶消散阶段的正相关性增加;碰并作用使得云中下部离散度随数浓度增大而减小的趋势增强,云顶ε-N正相关性减弱,且消散阶段离散度变小。随着液水含...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 研究进展
        1.2.1 离散度及ε-N相关关系的研究进展
        1.2.2 湍流对边界层云影响的研究进展
    1.3 本文主要研究内容
第二章 模式介绍
    2.1 模式的基本介绍
        2.1.1 热动力方程
        2.1.2 微物理过程
        2.1.3 湍流
        2.1.4 数值计算
    2.2 模式的初始场设置
第三章 碰并对海洋边界层云滴谱特征影响的模拟研究
    3.1 碰并对云微物理量随时间高度变化的影响
    3.2 碰并对离散度及其与数浓度相关关系的影响
        3.2.1 ε-N相关关系随时间高度的变化特征
        3.2.2 ε-N相关关系随液态水含量的变化
        3.2.3 离散度随云滴数浓度变化的成因分析
    3.3 碰并对云滴谱演变的影响
        3.3.1 同一高度不同时刻的影响
        3.3.2 同一时刻不同高度的影响
    3.4 本章小结
第四章 湍流对边界层暖云滴谱特征影响的模拟研究
    4.1 湍流动能的变化特征
    4.2 湍流对云微物理量随时间高度变化的影响
    4.3 湍流对离散度及其与数浓度相关关系的影响
    4.4 湍流对云滴谱演变的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 主要创新点
    5.3 不足与展望
参考文献
个人简介
致谢



本文编号：4007375