为了进一步认识上升气流对雷暴云内复杂电荷结构特征的影响,利用加入起放电参数化方案的WRF模式对DC3试验中2012年6月6日一次出现反极性电荷结构的强雷暴过程进行模拟。结果表明,起电区对应强回波区,主要发生在上升气流区中心云水混合...为了进一步认识上升气流对雷暴云内复杂电荷结构特征的影响,利用加入起放电参数化方案的WRF模式对DC3试验中2012年6月6日一次出现反极性电荷结构的强雷暴过程进行模拟。结果表明,起电区对应强回波区,主要发生在上升气流区中心云水混合比大于0.2 g kg^(-1)的冰水混合区,非感应起电机制主导着雷暴云内的起电过程。上升气流区外围区域存在可观的电荷,主要是由气流将起电区域的荷电粒子向后水平输送形成的。同类粒子带电极性在较大范围内变化少,但由于各类粒子的含量和荷电量不同,导致净电荷密度分布呈现较复杂的结构。达到一定强度的上升气流可以破坏电荷区的连续性,导致对流区出现高密度的、正负极性交错分布的、范围更小的电荷区。层云区由于没有上升气流,荷电粒子主要源自上升气流区的水平输送,所以其电荷区分布较连续且范围较大,但电荷密度相对弱。处于不同生命期的单体由于上升气流强度和倾斜程度不同,单体间的水成物粒子分布特征会存在一定差异,使得反转温度和起电率出现较大不同,因此单体合并时上升气流区之间的电荷区更破碎,电荷结构更复杂。展开更多
利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰...利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰动异常作了合成分析。结果表明,当气旋性扰动异常位于海洋锋上空时,扰动发展迅速,且海洋锋以南和扰动异常中心以北(50°N附近、海洋锋以北)出现了两支强上升流。通过能量收支分析发现,当气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空时,其中心及北侧的涡动有效位能(eddy available potential energy,EAPE)和涡动动能(eddy kinetic energy,EKE)显著加强,这与海洋锋提供的热量和水汽密切相关。而海洋锋强度的对比试验结果表明,在气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空前后,海洋锋对扰动异常区域内的EAPE和EKE方程各项的影响不同。在气旋性扰动异常前部到达海洋锋上空时,海洋锋主要通过影响向高纬的涡动热量和水汽输送增强了锋面以北的斜压产生项(EAPE方程中的源项),这为气旋性扰动异常中心北侧(锋面北侧)的EKE发展提供了能量来源。而在扰动异常中心到达海洋锋上空时,中心以北的上升运动和降水大幅加强,这主要增强了此处的非绝热加热项(EAPE方程中的另一个源项),并继续促进了气旋性扰动异常的发展。展开更多
文摘为了进一步认识上升气流对雷暴云内复杂电荷结构特征的影响,利用加入起放电参数化方案的WRF模式对DC3试验中2012年6月6日一次出现反极性电荷结构的强雷暴过程进行模拟。结果表明,起电区对应强回波区,主要发生在上升气流区中心云水混合比大于0.2 g kg^(-1)的冰水混合区,非感应起电机制主导着雷暴云内的起电过程。上升气流区外围区域存在可观的电荷,主要是由气流将起电区域的荷电粒子向后水平输送形成的。同类粒子带电极性在较大范围内变化少,但由于各类粒子的含量和荷电量不同,导致净电荷密度分布呈现较复杂的结构。达到一定强度的上升气流可以破坏电荷区的连续性,导致对流区出现高密度的、正负极性交错分布的、范围更小的电荷区。层云区由于没有上升气流,荷电粒子主要源自上升气流区的水平输送,所以其电荷区分布较连续且范围较大,但电荷密度相对弱。处于不同生命期的单体由于上升气流强度和倾斜程度不同,单体间的水成物粒子分布特征会存在一定差异,使得反转温度和起电率出现较大不同,因此单体合并时上升气流区之间的电荷区更破碎,电荷结构更复杂。
文摘利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰动异常作了合成分析。结果表明,当气旋性扰动异常位于海洋锋上空时,扰动发展迅速,且海洋锋以南和扰动异常中心以北(50°N附近、海洋锋以北)出现了两支强上升流。通过能量收支分析发现,当气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空时,其中心及北侧的涡动有效位能(eddy available potential energy,EAPE)和涡动动能(eddy kinetic energy,EKE)显著加强,这与海洋锋提供的热量和水汽密切相关。而海洋锋强度的对比试验结果表明,在气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空前后,海洋锋对扰动异常区域内的EAPE和EKE方程各项的影响不同。在气旋性扰动异常前部到达海洋锋上空时,海洋锋主要通过影响向高纬的涡动热量和水汽输送增强了锋面以北的斜压产生项(EAPE方程中的源项),这为气旋性扰动异常中心北侧(锋面北侧)的EKE发展提供了能量来源。而在扰动异常中心到达海洋锋上空时,中心以北的上升运动和降水大幅加强,这主要增强了此处的非绝热加热项(EAPE方程中的另一个源项),并继续促进了气旋性扰动异常的发展。
