冰晶浓度对雷暴云微物理和起电过程的影响的数值模拟

发布时间：2025-03-30 02:49

　　为了提高已有的三维强风暴动力-电耦合模式式对雷暴云内微物理和电过程的模拟能力,本文利用Yin等通过统计中国北方1963-2003年的冰核观测数据拟合得到的中国北方的冰核浓度公式：N(T)=0.0396 exp(-0.317-△T),更新了原有模式中的冰核浓度公式。并且将Yano和Phillips提出的冰晶机械碰撞繁生方案改进后耦合入了已有的三维强风暴动力-电耦合模式中。通过对陕西旬邑一次雷暴过程的模拟,检验了初始冰晶浓度和冰晶繁生方案的模拟效果。通过在三维雷暴云模式中撒播不同的冰晶浓度,探讨了初始冰晶浓度对雷暴云微物理和电过程的影响,尤其是对云中随后的冰晶繁生过程的影响。并检验了新的冰晶机械碰撞繁生方案的模拟效果,初步探讨了这种冰晶繁生机制产生的次生冰晶对雷暴云的微物理和电过程的影响。得到的主要结论如下：(1)不同浓度的播撒都会影响云内冰晶产生的总量,播撒初始浓度与次生冰晶产量呈现正相关。(2)不同浓度的初始冰晶播撒数量使得霰粒子的空间分布和中心浓度在成熟和消散阶段差异明显,继而导致电荷结构差异较大。高播撒的初始冰晶提前闪电的出现时刻并使得闪电频次明显增多。(3)加入Yano和Phill...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 雷暴云内冰核浓度的观测和数值模拟
        1.2.2 雷暴云冰晶参数化方案的研究
        1.2.3 雷暴云内冰晶繁生机制与参数化方案
    1.3 本文主要研究内容
第二章 三维风暴电-动力耦合数值模式介绍
    2.1 模式的控制方程组
    2.2 边界、初始条件
    2.3 微物理过程参数化方案
        2.3.1 暖云微物理过程参数化
        2.3.2 冰相微物理过程参数化
    2.4 起电参数化方案
第三章 初始冰晶浓度方案及其敏感性实验
    3.1 敏感性实验方案介绍
    3.2 敏感性试验方案结果
        3.2.1 微物理过程
        3.2.2 电过程
    3.3 本章小结
第四章 冰晶繁生参数化方案的模拟
    4.1 敏感性实验方案介绍
    4.2 敏感性实验结果
        4.2.1 微物理过程
        4.2.2 电过程
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 论文创新点
    5.3 存在的问题与展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：4038068