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台风“美莎克”(2020)的变性过程中降水的微物理机制研究
1
作者 杜涵 平凡 +3 位作者 谭桂容 周冠博 黄伟 沈新勇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2353-2373,共21页
本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得... 本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得到了冷槽对降水强度空间分布及时间变化特征的影响及机制。研究结果表明:(1)干冷空气由中层入侵台风中心低压区,使对流高度降低,其造成的上干下湿不稳定结构维持了中低层的对流强度。在外围云区,冷空气从低层入侵从而抬升暖空气以及垂直涡度输送作用使得高层的上升运动更强。系统逐渐演变为向前倾斜的对流结构。(2)本次降水的主要云微物理过程为:由水蒸气凝华的雪在下落过程中收集了云水,并融化为雨水,雨水又收集了大量云水导致增长。还有部分雨水源自霰粒子融化和雨水收集霰粒子,霰粒子主要来自雪收集云水的过程。(3)雪融化以及雨水收集云水是雨水的两个最大来源,冷槽通过影响台风的热动力结构,影响到了云水和雪的空间分布,最终影响到降水的空间分布:在中心低压区云水更聚集于台风中心,在外围云区沿出流的方向上雪更超前于云水。而雨水主要分布在雪和云水大值相重合的区域。在量值特征方面,低层干冷空气入侵使得外围云区雪凝华和雨水蒸发效率更高,云水凝结效率低,导致了外围云区水凝物中的雪的占比更大,云水及雨水的占比更少。(4)冷槽主要是通过影响到台风的垂直速度变化,直接影响到雪的凝华和云水凝结效率,继而影响到雪收集云水、雪收集云水增加至霰、雪融化为雨水、雨水收集云水、霰融化为雨水等过程的效率,最终导致了降水量的变化。 展开更多
关键词 台风变性 冷槽 暴雨 云微物理过程
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一次北京冰雹形成的数值模拟及微物理机制研究
2
作者 朱好奇 平凡 +2 位作者 谭桂容 沈新勇 殷蕾 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1796-1816,共21页
本文利用WRF模式对2021年6月25日一次发生在北京地区的冰雹天气进行高分辨率数值模拟研究。从雷达反射率和降水来看,数值模拟基本再现了冰雹风暴的宏观特征。在此基础上分析了冰雹风暴不同发展阶段的中尺度热力、动力和微物理特征。最... 本文利用WRF模式对2021年6月25日一次发生在北京地区的冰雹天气进行高分辨率数值模拟研究。从雷达反射率和降水来看,数值模拟基本再现了冰雹风暴的宏观特征。在此基础上分析了冰雹风暴不同发展阶段的中尺度热力、动力和微物理特征。最后通过输出微物理过程的中间转化项,着重分析雹粒子和雨滴的质量收支和潜热收支情况,给出冰雹形成的云微物理概念模型图。研究结果表明:本次冰雹过程可分为多单体回波、线状对流和飑线三个阶段。此次冰雹天气主要以雪粒子为雹胚在对流层中高层与雨水和云水发生撞冻作用形成雹粒子,雹粒子生成后不断地撞冻雨水和云水增长,冰晶直接撞冻雨水形成雹的转化率很低。气流在风暴的前部低层流入,多单体阶段的两股弱上升气流不断地合并,而线状对流和飑线阶段低层入流减弱,中高层较干冷气流的流入明显。气流在飑线阶段强烈上升,在高层向前流出。被上升气流抬升的暖湿空气与中高层流入的干冷空气相遇凝结为云水或凝华为冰相粒子,释放大量潜热,导致云内浮力增强,促进云内气流强烈上升,将有更多的云水和冰相粒子生成,同时促进了雹粒子的生成和累积。雪和雹粒子的融化吸收大量潜热,导致融化层升高,因此在飑线阶段有大量过冷雨水生成并与雪粒子发生撞冻作用形成更多的雹粒子。大雹粒子降落产生的更强的水物质拖曳力将促进低层下沉气流增强。下沉运动导致低层雨水蒸发冷却,在近地面形成冷池,与高层的潜热加热配合增强对流,从而正反馈于经向环流。环流导致的垂直上升气流促进低层的水汽抬升至融化层以上凝结形成过冷水和凝华为雪粒子,而垂直下沉气流促进雪和雹降落至融化层以下形成雨水以及雨水在融化层以下蒸发,进而正反馈于云内热力环境。如此反复,产生降雹和强降水。 展开更多
关键词 冰雹 WRF模式 云微物理过程 云内热动力场 垂直速度诊断
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南岭山地浓雾的微物理结构及演变过程 被引量：33
3
作者 唐浩华 范绍佳 +1 位作者 吴兑 邓雪娇 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期92-96,共5页
南岭山地冬春季每当有华南准静止锋活动时浓雾发生的频率非常高。根据 2 0 0 1年 2 - 3月南岭山地浓雾试验获取的宏观和微观资料 ,分析该地浓雾微物理结构及其演变过程。结果表明 :南岭山地浓雾属于平流雾和爬坡雾 ,与冷空气活动 (锋面 ... 南岭山地冬春季每当有华南准静止锋活动时浓雾发生的频率非常高。根据 2 0 0 1年 2 - 3月南岭山地浓雾试验获取的宏观和微观资料 ,分析该地浓雾微物理结构及其演变过程。结果表明 :南岭山地浓雾属于平流雾和爬坡雾 ,与冷空气活动 (锋面 )密切相关 ,具有持续时间长 ,能见度极其恶劣等特征 ;平均数密度 (N)、平均直径 (D)和含水量 (W)等微物理结构参量随时间变化很大 ,彼此存在关联 ;雾滴谱在浓雾过程中不断变化 ,反映了核化、凝结和碰并 (或碰撞 )、沉降等微物理过程的不平衡发展。 展开更多
关键词 南岭山地 浓雾 微物理结构 演变过程 平流雾 爬坡雾 微物理过程 能见度
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北方两次不同类型降雪过程的微物理模拟研究 被引量：41
4
作者 孙晶 王鹏云 +1 位作者 李想 逯莹 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期29-44,共16页
利用中尺度模式MM5分别模拟了中国北方地区两次不同类型的降雪过程:2001年12月7—8日的北京小雪和1999年11月23—24日的辽宁雨转雪过程。文中还从微物理角度研究了这两次降雪过程,分析不同天气条件下降雪的水成物相态及其源汇项分布特点... 利用中尺度模式MM5分别模拟了中国北方地区两次不同类型的降雪过程:2001年12月7—8日的北京小雪和1999年11月23—24日的辽宁雨转雪过程。文中还从微物理角度研究了这两次降雪过程,分析不同天气条件下降雪的水成物相态及其源汇项分布特点,并初步探讨云物理过程对降水热力、动力过程的反馈作用。重点分析了云物理变量的模拟结果,计算时采用输出水成物源、汇项小时累计量的方法,讨论了最大降水时段内各源、汇项的分布特征,并通过敏感性试验,分析了水成物相变潜热作用和降水粒子的拖曳作用对云的反馈影响。结果表明,云中水成物相态分布与温度有密切关系,北京小雪过程为气、固两相粒子作用,辽宁雨转雪过程为气、液、固三相粒子相互作用;在最大降水时段内,雪的产生主要来自于水汽凝华增长和雪收集冰晶增长,过冷水对形成霰很关键,冰相粒子融化加强雨的形成;降雪过程对热力、动力过程具有一定的反馈影响,相变潜热对上升运动和降水有正反馈作用,降水粒子下落拖曳力对上升运动和降水有负反馈作用。辽宁降雪过程降水粒子丰富,云物理过程对降水热力动力过程的反馈作用比北京小雪要强一些。 展开更多
关键词 降雪 中尺度数值模式 MM5 云微物理过程 源汇项.
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济南冬季雾的微物理结构及其对能见度的影响 被引量：10
5
作者 王庆 樊明月 +1 位作者 李季 张洪生 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第2期333-354,共22页
2016年12月19日至2017年1月9日,受静稳天气影响,济南接连出现了10次大雾等级以上天气过程,期间最低能见度不足50 m,持续的大雾天气严重影响了工农业生产和人民生活。本文利用10次冬季雾期间雾滴谱仪、自动站等观测资料,分析了济南不同... 2016年12月19日至2017年1月9日,受静稳天气影响,济南接连出现了10次大雾等级以上天气过程,期间最低能见度不足50 m,持续的大雾天气严重影响了工农业生产和人民生活。本文利用10次冬季雾期间雾滴谱仪、自动站等观测资料,分析了济南不同强度冬季雾的微物理结构特征,分析了其中的微物理过程及强度,探讨了微物理结构、微物理过程对能见度(V)的影响。结果表明:(1)济南冬季雾强度不同,其谱分布具有明显的差异,在雾变浓的过程中,谱型由"单峰"结构逐渐向"多峰"结构发展。(2)数浓度对能见度具有较好的指示意义,液态含水量、离散度等对能见度指示意义不稳定。(3)环境温度与核化、凝结和碰并增长(或蒸发)等微物理过程密切相关;核化、凝结增长是济南冬季雾发展过程中最主要的微物理过程,在整个雾过程中起主导作用。(4)碰并过程主要发生在发展和成熟阶段,在生成和减弱阶段很弱,以未碰并或偶发碰并为主。(5)自转化率计算结果表明,在V≥200 m的雾中,碰并过程很少发生;在100 m≤V<200 m的强浓雾中,以未碰并或间断碰并为主;碰并过程主要出现在V<100 m等级的强浓雾和特强浓雾中;与V<50 m的特强浓雾相比,50 m≤V<100 m的强浓雾中碰并过程发生的概率更大、强度更强。(6)在济南冬季特强浓雾中含有大量的小雾滴,但各微物理量的最大值、最大的起伏变化并未出现在特强浓雾中,而是出现在50 m≤V<100 m强浓雾中,这可能与强浓雾中较强的碰并过程有关,碰撞过程中产生的并合和破碎可能是微物理量起伏变化最大的主要原因。(7)利用雾滴谱资料计算的能见度与实测值在变化趋势上具有较好的一致性,但比实测值大1~2个数量级,这可能主要与雾中大量的气溶胶粒子有关,对于污染大气,基于雾滴谱仪观测资料来估算雾中的大气能见度是不够的,必须同时考虑气溶胶粒子对能见度的影响。 展开更多
关键词 济南 冬季雾 能见度 微物理结构 微物理过程
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基于WRF模式对青藏高原一次强降水的模拟 被引量：38
6
作者 何由 阳坤 +1 位作者 姚檀栋 何杰 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第5期1183-1191,共9页
为了了解新一代中尺度数值预报模式WRF中各参数化方案组合、嵌套技术的使用对青藏高原降水模拟结果的影响,利用WRF模式对2004年10月5—6日青藏高原一次强降水过程进行了模拟试验;对各微物理方案和积云参数化方案组合进行了模拟和对比评... 为了了解新一代中尺度数值预报模式WRF中各参数化方案组合、嵌套技术的使用对青藏高原降水模拟结果的影响,利用WRF模式对2004年10月5—6日青藏高原一次强降水过程进行了模拟试验;对各微物理方案和积云参数化方案组合进行了模拟和对比评分,对嵌套技术的使用进行了对比分析,主要分析了不同行星边界层方案选择对降水模拟的影响。结果表明,WRF模式基本能够重建此次强降水过程的中心、强度及降水范围,Eta-Ferrier云微物理方案和Betts-Miller-Janjic积云参数化方案的组合在此次模拟降水过程中是最优的,采用嵌套技术的模拟结果要优于不采用嵌套技术的结果;行星边界层方案的合理选择能够明显提高降水模拟的效果。 展开更多
关键词 WRF模式 微物理方案 嵌套技术 行星边界层
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对流参数化与微物理过程的耦合及其对台风预报的影响研究 被引量：18
7
作者 徐道生 陈子通 +1 位作者 钟水新 戴光丰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期337-349,共13页
在SAS(Relaxed Arakawa-schubert Scheme)对流参数化方案中引人对流云和层状云的相互耦合机制,并通过一个台风个例对改进前后两种方案的预报效果进行了比较。试验结果表明:对于台风这种对流云和层状云相互作用非常强烈的天气系统,在对... 在SAS(Relaxed Arakawa-schubert Scheme)对流参数化方案中引人对流云和层状云的相互耦合机制,并通过一个台风个例对改进前后两种方案的预报效果进行了比较。试验结果表明:对于台风这种对流云和层状云相互作用非常强烈的天气系统,在对流参数化方案中引人对流云和层状云的耦合机制可以有效地提高模式对台风路径的预报水平,但是对于台风强度的预报效果不明显。考虑对流参数化和微物理过程耦合后模式的参数化降水变弱而格点降水增强,与NCEP再分析资料的对比发现,改进方案对于台风外围的大尺度温度场和湿度场的预报会有所改进,但仍然存在偏干偏冷的现象。对雨和雪的不同处理方式、不同云底条件以及是否考虑雨雪的卷人抬升三个方面进行了敏感性试验,发现72 h内模式预报结果对这些因素的差异不是很敏感。从多个个例的统计结果来看,新方案对台风路径预报的改进效果是比较稳定的。 展开更多
关键词 对流参数化 微物理过程 耦合 台风
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祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响 被引量：22
8
作者 孙晶 楼小凤 胡志晋 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第3期485-495,共11页
利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合。重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究... 利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合。重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用。结果表明：降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升,降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱。这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 g.kg-1的过冷云水。祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响。降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱。地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm。 展开更多
关键词 祁连山 地形 降雪 微物理过程
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雷暴电活动对冰雹增长影响的数值模拟研究 被引量：16
9
作者 张义军 孙安平 +3 位作者 言穆弘 郭凤霞 郄秀书 黄美元 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期25-32,共8页
利用三维强风暴动力 -电耦合模式 ,数值模拟了风暴演变过程中电活动对冰雹增长及地面降雹的影响 .结果指出 ,带电冰雹与云内强电场作用使地面降雹量增加约 5 0 % ,雹块直径增大 0 .7mm ,降雹时间滞后约 3min .文中还讨论了强电场通过对... 利用三维强风暴动力 -电耦合模式 ,数值模拟了风暴演变过程中电活动对冰雹增长及地面降雹的影响 .结果指出 ,带电冰雹与云内强电场作用使地面降雹量增加约 5 0 % ,雹块直径增大 0 .7mm ,降雹时间滞后约 3min .文中还讨论了强电场通过对水成物降落速度的调制来影响冰雹微观增长过程 ,即主要是影响碰并过程和冰雹融化过程 .电活动使冰雹源、汇总量都减少 ,但汇总量减少更多 ,总体效果使冰雹总量增加 ,数目减少 ,冰雹长得更大 。 展开更多
关键词 雷暴电活动 冰雹 数值模拟 电荷结构 微观相变
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2009年山东一次特殊雨雪天气的云物理特征分析 被引量：9
10
作者 盛日锋 马占山 +4 位作者 欧建军 王俊 龚佃利 姜鹏 周毓荃 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第6期1711-1720,共10页
利用探空、CloudSat卫星、山东自动气象站及NCEP再分析资料,对2009年11月11-12日山东西部大暴雪过程的天气形势、云物理特征及动力场结构特征进行了分析。结果表明:(1)700hPa切变线和西南急流是造成暴雪的直接影响系统,中低层偏南风急... 利用探空、CloudSat卫星、山东自动气象站及NCEP再分析资料,对2009年11月11-12日山东西部大暴雪过程的天气形势、云物理特征及动力场结构特征进行了分析。结果表明:(1)700hPa切变线和西南急流是造成暴雪的直接影响系统,中低层偏南风急流与冷空气交汇形成较强的动力辐合和水汽辐合,有利于天气系统的发展和增强。(2)暴雪区上空水平能量锋区明显,垂直方向上等θse线密集且随高度向北显著倾斜,为暴雪的产生提供了重要的热力条件。(3)强降雪发生前,低层冷空气的南侵触发了暴雪系统的发展;暴雪强盛期,高层气旋性环流促使暴雪区中高层西南暖湿气流输送加强;暴雪后期,冷空气加强并逐渐控制了中低层,切断了暖湿气流的供应,导致降雪逐渐停止。(4)上升气流有助于水汽的输送和云滴、冰晶、雪晶粒子之间的碰并、淞附,冰水含量大值区与上升速度大值区相一致,冰晶数浓度中心对应着上升运动顶部。高层冰晶下落过程中经过凝华、结淞及碰连增长在低层形成数浓度较低的大冰相粒子,为降水发展提供了有利条件。(5)结合CloudSat卫星资料、NCEP再分析资料及探空秒数据,分析了一定动力条件下暴雪云系的物理过程和垂直演变特征。 展开更多
关键词 暴雪 CLOUDSAT卫星 云物理过程 动力场特征
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冰晶核化对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟研究 被引量：9
11
作者 谭涌波 杨忆 +3 位作者 师正 周博文 张冬冬 廖义慧 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期289-302,共14页
本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原... 本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原方案所得的-50.1^-24.2°C温区;在整个雷暴云的发展过程中新方案冰晶的分布高度、温度区间以及最大浓度值均大于原方案。(2)在新方案中,温度相对较高的过冷区产生大量冰晶,其争食云中水汽抑制了云滴、雨滴的增长。此外,与原方案相比,霰增长受雨滴大幅减小的影响进一步得到限制,导致生成的霰小于原方案,且空间分布具有较大区别。(3)两方案在雷暴云初期形成的电荷结构不同;在发展旺盛与消散阶段新方案中电荷空间分布区域和电荷量均大于原方案,此外,在不同时刻主正电荷区和主负电荷区的中心高度存在差异。本文对云微物理过程及起电的分析为后继探讨气溶胶与雷暴云起放电过程、电荷结构之间的相互关系提供了有利条件。 展开更多
关键词 冰晶 核化方案 微物理过程 云模式
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贵州地区冰雹云微物理过程及发展机制数值模拟研究 被引量：27
12
作者 蒋瑛 朱克云 张杰 《气象》 CSCD 北大核心 2016年第8期920-933,共14页
为了进一步探究贵州地区冰雹云的形成、发展机制和冰雹增长的微物理转化条件,运用三维冰雹云模式对该地区2012—2015年12个冰雹个例进行数值模拟研究,结果发现:各种水成物有利的空间分布是雹粒增长的物质基础,且上升气流与水汽相变之间... 为了进一步探究贵州地区冰雹云的形成、发展机制和冰雹增长的微物理转化条件,运用三维冰雹云模式对该地区2012—2015年12个冰雹个例进行数值模拟研究,结果发现:各种水成物有利的空间分布是雹粒增长的物质基础,且上升气流与水汽相变之间存在一个正反馈效应,冰雹粒子主要以霰粒子为胚胎进行增长,增长方式以霰自动转化成雹为主。在再生冰雹云发展过程中,雹云首次发展过程结束时,高空仍维持4 km及以下很低的0℃层高度,是再生冰雹云发展的热力环境条件。降雹区地面气流辐散,导致两侧区域形成较强的气流辐合上升,是再生冰雹云发展的动力条件。气流在辐合的同时,又使原降雹区的水汽源源不断地向两侧气流辐合区汇合,是再生冰雹云发展的水汽来源。冰雹云中冰晶和霰粒子含量的迅速增加,为冰雹的再次增长提供了有利的微物理物质转化条件。 展开更多
关键词 冰雹 云模式 微物理过程 动力机制
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青藏高原东北侧冰雹微物理过程模拟研究 被引量：43
13
作者 康凤琴 张强 +2 位作者 渠永兴 冀兰芝 郭学良 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第6期735-742,共8页
以青藏高原东北侧及毗邻地区诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了冰雹形成和增长的微物理过程。... 以青藏高原东北侧及毗邻地区诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了冰雹形成和增长的微物理过程。结果表明:模式再现了当时冰雹、大风及暴雨的实况;中尺度水分和动力条件是冰雹形成和增长的重要因素,它们决定了冰雹云的强度和冰雹的大小;冰雹形成和增长过程中的微物理过程决定了冰雹云的消亡,冰雹在空中形成的潜热释放延长了降雹的时间;云中冰雹发生、增长的主要区域和云内上升气流配合良好,是防雹消雹的主要范围。 展开更多
关键词 冰雹云 微物理过程 中尺度 青藏高原 大气物理 冰雹灾害 潜热释放 东北 重要因素 模式
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动力因子对2006“碧利斯”台风暴雨的诊断分析 被引量：24
14
作者 汪亚萍 崔晓鹏 +1 位作者 冉令坤 余晖 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第4期747-756,共10页
本文利用2006年登陆台风"碧利斯"暴雨过程高分辨率数值模拟资料,结合湿热力平流参数、广义对流涡度矢量垂直分量、水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量、热力切变平流参数和Q*矢量散度等8个动力因子,对&q... 本文利用2006年登陆台风"碧利斯"暴雨过程高分辨率数值模拟资料,结合湿热力平流参数、广义对流涡度矢量垂直分量、水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量、热力切变平流参数和Q*矢量散度等8个动力因子,对"碧利斯"台风暴雨进行诊断分析。结果指出:(1)8个动力因子在"碧利斯"台风强降水区均表现为强信号,其中,水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量等动力因子与降水强度的相关系数均达0.99以上,与总云水物质的相关系数也均达0.97以上,而热力切变平流参数与上述二者的相关系数最低,达0.5左右;(2)8个动力因子中,Q*矢量散度随降水强度先增大后减小,与"霰融化成雨水造成雨水增长"微物理过程随降水强度的变化相似,热力切变平流参数随降水强度呈现"增大—减小—再增大"的变化特征,而其他6个动力因子均呈现单调增长趋势,与"雨水碰并云水造成雨水增长"微物理过程随降水强度的变化相类似;(3)总体看来,水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量4个动力因子与降水强度及雨水收支相关的总的云微物理过程转化率对应更好,因此,对降水的指示意义也更好。 展开更多
关键词 “碧利斯” 台风暴雨 动力因子 云微物理过程
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江苏北部不同等级雾的微物理结构及个例分析 被引量：11
15
作者 祖繁 袁成松 +3 位作者 吴泓 王宏斌 朱毓颖 朱承瑛 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期691-704,共14页
利用2015-2017年秋冬季在江苏北部观测到12次雾过程的雾滴谱数据及常规气象观测资料,统计分析了轻雾、大雾、浓雾、强浓雾和特强浓雾等级下的微物理特征量及雾滴谱分布,并通过一次雾过程的分析,探讨了不同雾等级下的主要微物理过程。结... 利用2015-2017年秋冬季在江苏北部观测到12次雾过程的雾滴谱数据及常规气象观测资料,统计分析了轻雾、大雾、浓雾、强浓雾和特强浓雾等级下的微物理特征量及雾滴谱分布,并通过一次雾过程的分析,探讨了不同雾等级下的主要微物理过程。结果表明:随着雾等级的提升,雾滴数浓度、含水量增长明显,而轻雾、大雾和浓雾的雾滴平均直径和最大直径差异不大,但当能见度小于200 m时,平均直径和最大直径显著增大;能见度下降时,平均数浓度谱和含水量谱的谱线上抬,从浓雾到强浓雾,粒径大于10μm的大雾滴增长明显;雾滴数浓度主要由小雾滴控制,雾滴含水量受大雾滴影响;东海县郊平均的雾滴含水量与南京观测结果相差不大,但雾滴数浓度仅为南京的一半左右,平均直径大约是南京的2.3倍;个例分析中,能见度从1000 m下降到50 m,凝结核活化并凝结增长是主要微物理过程,但可凝结水汽是影响该过程效果的一个重要因子,可使雾滴数浓度和平均直径呈现不同的相关关系;能见度降到50 m以下时,碰并过程效果显著;日出后雾滴蒸发作用显现并逐步增强。 展开更多
关键词 能见度 雾等级 微物理结构 物理过程 江苏北部
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华南冷锋云系的中尺度和微物理特征模拟分析 被引量：27
16
作者 史月琴 楼小凤 +2 位作者 邓雪娇 胡志晋 周秀骥 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第5期1019-1036,共18页
利用中国气象科学研究院（CAMS）中尺度云分辨模式,结合实测地面雨量、卫星和雷达资料,对发生在2004年3月31日-4月1日的华南春季冷锋降水过程进行模拟分析。模拟云带的出现时间、位置、形状与走向以及随时间的演变均与卫星观测一致。模... 利用中国气象科学研究院（CAMS）中尺度云分辨模式,结合实测地面雨量、卫星和雷达资料,对发生在2004年3月31日-4月1日的华南春季冷锋降水过程进行模拟分析。模拟云带的出现时间、位置、形状与走向以及随时间的演变均与卫星观测一致。模拟的雷达回波分布同实测一致,回波主要出现在地面锋线以及锋后冷空气一侧,呈西南东北带状分布,锋面云系的不同部位回波单体的差异很大。模拟的主要降水时段内的地面雨量分布范围以及大小同实测接近,中尺度雨带呈西南东北带状结构,随着冷锋的移动逐渐向东南方向移动。在中尺度雨带上有4个生命史超过3小时的强降水中心,强降水中心基本都是向东略偏南的方向移动,与回波单体的移动方向一致。锋面云系的垂直运动深厚,且基本与云区对应,云系产生在低层辐合、正涡度,高层辐散和高相当位温的区域。地面锋线附近的上升速度大,云水含量高,冰相粒子的淞附和雨滴碰并云滴是云中的主要微物理过程,暖雨过程和冷雨过程都重要;而在高空锋区宽雨带部分低层为下沉气流,上升气流只出现在高层,主要是过冷云水、霰和雪晶组成的混合云,雪晶是霰增长的主要源项,降水主要由霰的融化产生,冷云降水过程比较重要。 展开更多
关键词 华南地区 冷锋降水 中尺度雨带 微物理转化过程 数值模拟
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安徽滁州夏季一次飑线过程的雨滴谱特征 被引量：18
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作者 金祺 袁野 +2 位作者 纪雷 鲁德金 冯静夷 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期725-734,共10页
选取2014年7月31日安徽滁州一次飑线过程,使用地基雨滴谱仪资料分析此次过程的雨滴谱特征。根据雷达回波和地面降水强度将这次降水过程划分为对流降水、过渡性降水和层云降水,并以10 mm·h^(-1)为临界值将对流降水进一步划分为对流... 选取2014年7月31日安徽滁州一次飑线过程,使用地基雨滴谱仪资料分析此次过程的雨滴谱特征。根据雷达回波和地面降水强度将这次降水过程划分为对流降水、过渡性降水和层云降水,并以10 mm·h^(-1)为临界值将对流降水进一步划分为对流前沿降水、对流中心降水、对流后沿降水。结果表明:对流中心降水、过渡性降水、层云降水的质量加权直径均比较稳定,平均值分别为1.8 mm,1.0 mm,1.7 mm。对流降水的标准化截距相比层云降水更大。对流中心降水各粒径段雨滴数浓度均较高;层云降水小雨滴浓度较低,且有少量大雨滴;过渡性降水由小雨滴组成。当雨水含量相同时,层云降水的质量加权直径相比对流降水更大。当雨强相同时,层云降水的反射率因子相比对流中心降水更大。更为精细的降水类型划分可有效改善Z-I关系。 展开更多
关键词 飑线 雨滴谱 微物理过程 降水分类
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“2010.1.6”新疆北部特大暴雪过程中的锋面结构及降水机制 被引量：42
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作者 陈涛 崔彩霞 《气象》 CSCD 北大核心 2012年第8期921-931,共11页
利用WRF模式对2010年1月6—7日新疆北部的暴雪过程进行了数值模拟和诊断分析。分析表明,巴尔喀什湖冷涡与新疆以北南压的冷涡横槽的结合过程,以及相应的中高层急流核传播和发展是造成此次暴雪的关键天气过程,并据此建立了暴雪过程的天... 利用WRF模式对2010年1月6—7日新疆北部的暴雪过程进行了数值模拟和诊断分析。分析表明,巴尔喀什湖冷涡与新疆以北南压的冷涡横槽的结合过程,以及相应的中高层急流核传播和发展是造成此次暴雪的关键天气过程,并据此建立了暴雪过程的天气学概念模型。通过温度平流以及锋生函数的诊断表明,地形前方的中尺度辐合对于低层局地锋生有正的贡献,而与潜热释放对应的垂直运动项产生了最强的锋生。进一步通过锋面次级环流的诊断表明,低层锋生强迫的垂直运动较为重要。在地形的影响下,低层冷空气在阿勒泰山前有一定的堆积过程,中高层锋面与低层锋面将发生分裂。由地形因素造成的锋面结构变化对于对降雪的微物理过程有明显影响,6日白天的降水与在地形前爬升的暖性气流以及中高层层云降水有密切关系,但降水量相对较小;6日20时以后地形前方暖平流增强并伴有较为清楚的锋生,而分裂过山的锋面结构形成了明显的冰晶播撒-繁殖机制,降水效率有明显增加,因此在7日白天降雪明显增强。 展开更多
关键词 暴雪 锋生 地形作用 云微物理过程
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2008年初南方冻雨云物理过程的模拟研究 被引量：17
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作者 黎惠金 李江南 +3 位作者 林文实 蒙伟光 肖辉 王安宇 《高原气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期942-950,共9页
利用中尺度模式MM5V3.7,模拟了2008年初发生在我国南方地区最强的一次冻雨云物理过程。结果表明,这次冻雨过程期间有两条明显的水汽通道,上升运动明显。冻雨区上空主要以低空云水和雨水,特别是云水的积聚为主,中高空有少量雪花和微量的... 利用中尺度模式MM5V3.7,模拟了2008年初发生在我国南方地区最强的一次冻雨云物理过程。结果表明,这次冻雨过程期间有两条明显的水汽通道,上升运动明显。冻雨区上空主要以低空云水和雨水,特别是云水的积聚为主,中高空有少量雪花和微量的冰晶。与冻雨区相比,非冻雨区过冷却水含量大,主要位于低空,高空没有霰,雪花也明显偏少。这主要是因为冻雨区的上升气流弱,高空水汽不饱和。在降雨区,靠近0℃线以上为冰相降水,以下为雨水。在冻雨区,冰相粒子没有落在0℃线附近,雨水顶也不在0℃线附近,这次冻雨的云物理过程属于液相暖雨机制。造成此次巨大灾害的原因除了冻雨外,还有雾凇和水汽的凝华附凇作用,正是由于雨凇和雾凇复合积冰的共同作用,导致了这次冻雨过程的冻雨量不大,但灾情却异常严重。 展开更多
关键词 南方冻雨 云物理过程 数值模拟 雾淞 雨淞
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一次梅雨锋暴雨云物理特征的数值模拟研究 被引量：12
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作者 鞠永茂 王汉杰 +1 位作者 钟中 宋帅 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期381-395,共15页
利用中尺度数值模式MM5(V3.6),选用模式中不同的显式云物理方案,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,并根据模拟结果对造成此次暴雨过程的对流云团的微物理特征进行了分析。研究结果表明:(1)具有详细云物... 利用中尺度数值模式MM5(V3.6),选用模式中不同的显式云物理方案,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,并根据模拟结果对造成此次暴雨过程的对流云团的微物理特征进行了分析。研究结果表明:(1)具有详细云物理过程的中尺度模式MM5对短时强降水过程具有较好的模拟能力,提高MM5模式的分辨率,可以更好地模拟短时梅雨锋暴雨过程,模式中的Goddard云物理方案的模拟结果要优于Reisner方案和Schultz方案。(2)梅雨锋对流云团是一种复杂的固、液、气三相混合体结构,在云体区域内的平均质量密度分布中,水汽的质量密度最大,其次是霰,而冰晶、雪、云水和雨水的质量密度较小且数值大小彼此接近,各种相态粒子质量密度峰值出现的高度随时间无明显变化。雨水、云冰和霰的质量密度随时间演变规律与地面降水强度的变化特征相一致,近地面层水汽密度随时间的演变规律比地面降水强度提前1—2个小时,水汽通量的辐合对暴雨时段内水汽的补充和维持起到了重要的作用。(3)除了最基本的云水向雨水转化的云微物理过程之外,此次降水过程还显示,在中层500—700hPa范围内雪、冰晶等冰相粒子首先转化为霰粒子,而霰和云水的结合进一步加速(剧)云水向雨水的转换,成为短时特大暴雨形成不可或缺的动力机制,云物理过程中的相变潜热与对流运动的正反馈机制是促进暴雨维持和发展的最重要热力因子。 展开更多
关键词 MM5 梅雨锋 暴雨 Goddard云物理方案 TRMM
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