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我国北方地区一次层状云微物理和降水过程的数值模拟:两种不同微物理方案的对比研究
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2019-11-04 | 【 【关闭】

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)

  层状云是我国北方地区春秋季节的一类重要降水云系,通常为多层结构,由于温度和相对湿度的不同,云内冰雪晶存在多种增长方式,因而会造成冰雪晶形态的多样性。其中由冰雪晶捕获过冷却水滴的凇附过程对冰相粒子增长和降水发动起着至关重要的作用。

  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模式对比分析了两种不同微物理方案对降水的模拟能力,并结合水凝物含水量、冰雪晶凇附程度和降落末速等物理量探讨了造成差异的可能原因。对地面降水分布随时间的演变分析表明,与Morrison方案相比,P3方案模拟的降水有所延迟并且更接近地面观测。由于P3方案能体现冰相粒子凇附过程中质量-加权降落末速和密度的逐渐转化过程,因而可以更好地再现层状云降水过程。

  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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