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强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟
被引量：
13
1
作者
周志敏
郭学良
《气候与环境研究》
CSCD
北大核心
2009年第1期31-44,共14页
利用建立的三维闪电数值模式,模拟研究了北京2001年8月23日一次强雷暴发展过程中的云内闪电通道特征及其与上升气流和液水含量(LWC)之间的关系。结果发现:在强雷暴发展过程中,由于雪晶往往在上升气流相对较弱及LWC较低的地方形成、发展...
利用建立的三维闪电数值模式,模拟研究了北京2001年8月23日一次强雷暴发展过程中的云内闪电通道特征及其与上升气流和液水含量(LWC)之间的关系。结果发现:在强雷暴发展过程中,由于雪晶往往在上升气流相对较弱及LWC较低的地方形成、发展,与霰粒子之间的非感应起电过程首先发生在这些区域,然后发生电荷分离。因此,云内闪电往往在上升气流较弱和LWC相对较低的区域触发。闪电触发后,上行先导延伸区域的LWC较小,而下行先导延伸区的LWC取决于强风暴云发展的阶段。强风暴成熟期发生的闪电,下行先导可以延伸到较大LWC区,而无法延伸到LWC最大区。强雷暴衰退期发生的闪电,下行先导可以延伸到LWC最大区。
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关键词
三维冰雹云冰晶粒子分档模式
云
内闪电
上升气流
液水含量
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职称材料
强雷暴云中电荷多层分布与形成过程的三维数值模拟研究
被引量：
20
2
作者
周志敏
郭学良
《大气科学》
CSCD
北大核心
2009年第3期600-620,共21页
通过建立云物理耦合电过程的冰粒子分档模式,对北京一次强雷暴天气的云中空间电荷结构分布、形成机制及放电过程进行了模拟分析研究。结果表明:(1)云水含量主要通过感应起电来影响云水、霰粒子之间的电荷转移,然后再影响空间电荷分布。...
通过建立云物理耦合电过程的冰粒子分档模式,对北京一次强雷暴天气的云中空间电荷结构分布、形成机制及放电过程进行了模拟分析研究。结果表明:(1)云水含量主要通过感应起电来影响云水、霰粒子之间的电荷转移,然后再影响空间电荷分布。而包含了雨水后的液水含量主要通过非感应起电在不同含水量条件下的起电机制影响霰粒子同雪粒子(或冰晶)碰撞后转移电荷的极性与大小,从而影响空间电荷结构。(2)微物理过程的不均匀性将导致水成物含水量源汇项的不均匀性。而这种不均匀性首先会使得水成物在不同垂直剖面上的分布也不均匀,从而使得感应、非感应起电变得更复杂。源汇项的不均匀性还会导致水成物之间因质量转移而产生的电荷转移也不均匀。(3)强的上升气流将冰相物携带到较高处,从而使得水成物间发生电荷转移的高度也比较高。雪粒子在强上升气流上部及两侧区域出现多个含量中心,霰粒子含量分布相对均匀,而质量中心向背风侧倾斜。因此,非感应起电过程主要发生在背风侧的辐散区域,从而导致空间电荷也主要分布在该区域。强上升气流使得冰相水成物在不同区域出现含量中心,使得同一冰相物在不同区域携带不同电荷(尤其是在强风暴的成熟期),从而使得空间电荷易于出现多层结构。(4)由于放电会改变空间电荷结构,放电通道中的感应电荷会重新分配到各个水成物表面,所以在微物理过程和动力过程等作用下,在水成物质量转移过程中发生的电荷转移将会更加复杂,从而使得空间电荷浓度分布更加复杂。但是该作用的重要性还需要进一步的研究。以上因子均是造成空间电荷多层分布的重要原因。
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关键词
三维
冰雹
云
冰
粒子
分档
模式
电荷
多层分布
液水含量
微物理作用
动力作用
闪电
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职称材料
强风暴电过程对霰粒子含量和谱分布影响的数值模拟研究
被引量：
4
3
作者
周志敏
郭学良
+3 位作者
崔春光
李兴宇
徐桂荣
赵玉春
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期830-846,共17页
利用建立的耦合电过程三维冰粒子分档模式(通过引入电场力来考虑电场对粒子的影响),模拟研究了北京一次强雷暴发展过程中电过程对霰粒子含量、数浓度的影响。结果发现:(1)相对小的霰粒子含量受电过程直接影响较大,这种影响累积后,会对...
利用建立的耦合电过程三维冰粒子分档模式(通过引入电场力来考虑电场对粒子的影响),模拟研究了北京一次强雷暴发展过程中电过程对霰粒子含量、数浓度的影响。结果发现:(1)相对小的霰粒子含量受电过程直接影响较大,这种影响累积后,会对相对较大的霰粒子含量产生间接作用。在冰雹发展的初期和成熟期的部分阶段,电场对霰粒子最大含量所处空间位置基本没有影响。而在冰雹发展的成熟期向衰败期过渡时的部分时刻,电场对其稍有影响。在霰粒子最大含量处,直径相对较大的霰粒子决定着总的霰粒子含量。(2)总体来说,直径较小的霰粒子数浓度受电场影响较大,直径较大的霰粒子数浓度受电场影响较小。由于霰粒子含量中心大直径粒子较多,而其受电场的影响相对较小,并且该处电场也小于电场极值,故其最大含量受电场影响相对较小。所以,在此次个例的模拟过程中,霰粒子最大含量的时变曲线变化很小。(3)考虑电过程情况下,在霰粒子数浓度最大处,小直径霰粒子数浓度要么增加,要么略微减少,而大直径霰粒子要么进档增长受阻,要么数浓度减少。对不同直径的霰粒子来说,电过程既有可能使其数浓度增加,又有可能使其数浓度减少。当电场较大时,电过程对小直径霰粒子的影响比较直接,而对大直径霰粒子的影响相对间接;当电场较小时,电过程对霰粒子的谱分布影响相对较小。
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关键词
三维冰雹云冰晶粒子分档模式
电过程
霰
粒子
含量和谱分布
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职称材料
题名
强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟
被引量：
13
1
作者
周志敏
郭学良
机构
中国科学院大气物理研究所
中国科学院研究生院
中国气象科学研究院
出处
《气候与环境研究》
CSCD
北大核心
2009年第1期31-44,共14页
基金
国家自然科学基金40575003、40333033
国家科技支撑计划重点项目2006BAC12B03
文摘
利用建立的三维闪电数值模式,模拟研究了北京2001年8月23日一次强雷暴发展过程中的云内闪电通道特征及其与上升气流和液水含量(LWC)之间的关系。结果发现:在强雷暴发展过程中,由于雪晶往往在上升气流相对较弱及LWC较低的地方形成、发展,与霰粒子之间的非感应起电过程首先发生在这些区域,然后发生电荷分离。因此,云内闪电往往在上升气流较弱和LWC相对较低的区域触发。闪电触发后,上行先导延伸区域的LWC较小,而下行先导延伸区的LWC取决于强风暴云发展的阶段。强风暴成熟期发生的闪电,下行先导可以延伸到较大LWC区,而无法延伸到LWC最大区。强雷暴衰退期发生的闪电,下行先导可以延伸到LWC最大区。
关键词
三维冰雹云冰晶粒子分档模式
云
内闪电
上升气流
液水含量
Keywords
3D hail-bin cloud model, intraeloud lightning, updraft, liquid water content
分类号
P427 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
强雷暴云中电荷多层分布与形成过程的三维数值模拟研究
被引量：
20
2
作者
周志敏
郭学良
机构
中国科学院大气物理研究所
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2009年第3期600-620,共21页
基金
国家自然科学基金资助项目40575003、40333033
国家科技支撑计划重点项目2006BAC12B03
文摘
通过建立云物理耦合电过程的冰粒子分档模式,对北京一次强雷暴天气的云中空间电荷结构分布、形成机制及放电过程进行了模拟分析研究。结果表明:(1)云水含量主要通过感应起电来影响云水、霰粒子之间的电荷转移,然后再影响空间电荷分布。而包含了雨水后的液水含量主要通过非感应起电在不同含水量条件下的起电机制影响霰粒子同雪粒子(或冰晶)碰撞后转移电荷的极性与大小,从而影响空间电荷结构。(2)微物理过程的不均匀性将导致水成物含水量源汇项的不均匀性。而这种不均匀性首先会使得水成物在不同垂直剖面上的分布也不均匀,从而使得感应、非感应起电变得更复杂。源汇项的不均匀性还会导致水成物之间因质量转移而产生的电荷转移也不均匀。(3)强的上升气流将冰相物携带到较高处,从而使得水成物间发生电荷转移的高度也比较高。雪粒子在强上升气流上部及两侧区域出现多个含量中心,霰粒子含量分布相对均匀,而质量中心向背风侧倾斜。因此,非感应起电过程主要发生在背风侧的辐散区域,从而导致空间电荷也主要分布在该区域。强上升气流使得冰相水成物在不同区域出现含量中心,使得同一冰相物在不同区域携带不同电荷(尤其是在强风暴的成熟期),从而使得空间电荷易于出现多层结构。(4)由于放电会改变空间电荷结构,放电通道中的感应电荷会重新分配到各个水成物表面,所以在微物理过程和动力过程等作用下,在水成物质量转移过程中发生的电荷转移将会更加复杂,从而使得空间电荷浓度分布更加复杂。但是该作用的重要性还需要进一步的研究。以上因子均是造成空间电荷多层分布的重要原因。
关键词
三维
冰雹
云
冰
粒子
分档
模式
电荷
多层分布
液水含量
微物理作用
动力作用
闪电
Keywords
three-dimensional hail-bin cloud model, electrical charge, multi-layer, liquid water, microphysiealeffect, dynamical effect, lightning flash
分类号
P427 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
强风暴电过程对霰粒子含量和谱分布影响的数值模拟研究
被引量：
4
3
作者
周志敏
郭学良
崔春光
李兴宇
徐桂荣
赵玉春
机构
中国气象局武汉暴雨研究所
中国科学院大气物理研究所
中国气象局云雾物理环境重点实验室
中国气象科学研究院
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期830-846,共17页
基金
中国气象局云雾物理重点实验室开放基金项目(2009005)
中国气象局武汉暴雨研究所开放基金项目(IHR2008G07)
+2 种基金
国家自然科学基金项目(40805055
40975025
41075038)
文摘
利用建立的耦合电过程三维冰粒子分档模式(通过引入电场力来考虑电场对粒子的影响),模拟研究了北京一次强雷暴发展过程中电过程对霰粒子含量、数浓度的影响。结果发现:(1)相对小的霰粒子含量受电过程直接影响较大,这种影响累积后,会对相对较大的霰粒子含量产生间接作用。在冰雹发展的初期和成熟期的部分阶段,电场对霰粒子最大含量所处空间位置基本没有影响。而在冰雹发展的成熟期向衰败期过渡时的部分时刻,电场对其稍有影响。在霰粒子最大含量处,直径相对较大的霰粒子决定着总的霰粒子含量。(2)总体来说,直径较小的霰粒子数浓度受电场影响较大,直径较大的霰粒子数浓度受电场影响较小。由于霰粒子含量中心大直径粒子较多,而其受电场的影响相对较小,并且该处电场也小于电场极值,故其最大含量受电场影响相对较小。所以,在此次个例的模拟过程中,霰粒子最大含量的时变曲线变化很小。(3)考虑电过程情况下,在霰粒子数浓度最大处,小直径霰粒子数浓度要么增加,要么略微减少,而大直径霰粒子要么进档增长受阻,要么数浓度减少。对不同直径的霰粒子来说,电过程既有可能使其数浓度增加,又有可能使其数浓度减少。当电场较大时,电过程对小直径霰粒子的影响比较直接,而对大直径霰粒子的影响相对间接;当电场较小时,电过程对霰粒子的谱分布影响相对较小。
关键词
三维冰雹云冰晶粒子分档模式
电过程
霰
粒子
含量和谱分布
Keywords
3D hail-bin cloud model
Electric process
Graupel content and size distribution
分类号
P427 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强雷暴个例云内闪电与上升气流及液水含量关系的三维数值模拟
周志敏
郭学良
《气候与环境研究》
CSCD
北大核心
2009
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
强雷暴云中电荷多层分布与形成过程的三维数值模拟研究
周志敏
郭学良
《大气科学》
CSCD
北大核心
2009
20
在线阅读
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职称材料
3
强风暴电过程对霰粒子含量和谱分布影响的数值模拟研究
周志敏
郭学良
崔春光
李兴宇
徐桂荣
赵玉春
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011
4
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