我國北方地區一次層狀雲微物理和降水過程的數值模擬研究獲進展

2020-11-23 騰訊網

層狀雲是我國北方地區春秋季節的一類重要降水雲系，通常為多層結構，由於溫度和相對溼度的不同，雲內冰雪晶存在多種增長方式，因而會造成冰雪晶形態的多樣性。其中由冰雪晶捕獲過冷卻水滴的凇附過程對冰相粒子增長和降水發動起著至關重要的作用。

中國科學院大氣物理研究所侯團結等人在Advances in Atmospheric Sciences預出版發表的研究，通過一次層狀雲降水過程，利用飛機探測的二維粒子圖像資料，分析了冰雪晶的主要增長機制和形態。該例雲系在降水成熟階段存在中等程度凇附的輻枝狀和板狀粒子，以及輻枝狀聚合體和丁帽柱狀粒子，表明聚並與凇附過程同時存在，是形成較大尺度冰雪晶的重要方式。

利用WRF模式對比分析了兩種不同微物理方案對降水的模擬能力，並結合水凝物含水量、冰雪晶凇附程度和降落末速等物理量探討了造成差異的可能原因。對地面降水分布隨時間的演變分析表明，與Morrison方案相比，P3方案模擬的降水有所延遲並且更接近地面觀測。由於P3方案能體現冰相粒子凇附過程中質量-加權降落末速和密度的逐漸轉化過程，因而可以更好地再現層狀雲降水過程。

圖：高積雲和層積雲（高積雲一般形成於2-6 km高度，屬於中雲；層積雲一般位於2 km以下，屬於低雲）

來源：中國科學院大氣物理研究所

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