三參數云微物理方案中氣溶膠譜函數對云滴譜影響的數值模擬研究

作者：鄧瑋,孫繼明,雷恒池

摘要：觀測和分檔方案的數值模擬都證明氣溶膠的譜分布特征對云滴譜的演變有直接影響繼而作用于降水的發展。目前廣泛使用的總體雙參數云滴譜方案因為表征云滴譜的預報量不足,在凝結過程中云滴譜呈不正常的拓寬現象。因此在參數化方案中,氣溶膠譜對云滴譜的影響未有明確結論。中科學院大氣物理研究所(IAP)云降水物理與強風暴重點實驗室(LACS)新研發的三參數方案(IAP-LACS)通過增加的預報量克服了云滴譜的拓寬問題,提高了云滴譜模擬的準確性。為了研究在參數化方案中氣溶膠譜分布特征對云滴譜的影響,本文采用新方案進行WRF(Weather Research and Forecasting mode)大渦理想性試驗,驗證了新方案中氣溶膠對數正態譜函數中數濃度、幾何半徑和標準差3個參量對云滴譜演變的影響。針對3個參量的敏感性試驗表明新的氣溶膠活化方案和三參數云滴凝結增長方案能夠描述氣溶膠譜對云滴譜演變的影響規律:氣溶膠數濃度對云滴譜影響最顯著,數濃度越高活化生成的云滴數量越多,云滴半徑越小,云滴譜趨向窄譜,氣溶膠數濃度低時,云滴數量少、半徑大。較大的幾何半徑使氣溶膠譜向大粒徑移動,導致大云滴生成,標準差對云滴譜的影響最不顯著。

發文機構：中國科學院大氣物理研究所云降水物理與強風暴重點實驗室 中國科學院大學 南京信息工程大學大氣物理學院氣象災害預報預警與評估協同創新中心

關鍵詞：三參數化方案氣溶膠譜云滴譜Triple-moment bulk schemeSize distribution of aerosolsDroplet spectrum

分類號： P426.51[天文地球—大氣科學及氣象學]