对流云吸湿性催化数值模拟研究

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1、NANJlNGUNIVERSITYNumericalSimulationsofSeedingConvectiveCloudswithHygroscopicParticlesAdissertationsubmittedtotheSchoolofAtmosphericSciences，NanjingUniversityForthedegreeofMasterofNaturalSciencesPresentedbyYangZong-ZhenAdvisorAssoc．Prof．ChenBao．JunMay2011南京大学全日制硕士研究生对流云吸湿性催化数值模拟研究指导教

2、师(姓名、职称)：睦室蕉到耋监摘要本文采用二维分档对流云模式，分别数值模拟了在三江源地区冷湿对流云、江淮流域暖湿对流云背景下，不同初始云凝结核(CCN)数浓度对对流云和降水形成和发展的影响。同时，结合以上不同初始CCN数浓度情形，数值模拟了吸湿性催化对三江源地区冷湿对流云和江淮流域暖湿对流云的降水影响。通过对对流云宏微观结构及其降水的分析，结果表明：1)三江源地区对流云以冰相过程为主，霰粒子在降水发展过程中具有支配性的作用，江淮流域对流云主要以暖云过程为主，液相降水在总降水过程中占主要比例；2)在相同的初始热力和动力条件下，低浓度CCN情形下对流云在发展和成熟阶

3、段能更有效地产生雨滴、冰晶和霰粒，形成更强的雷达反射率。随着初始CCN浓度的增加，大量的CCN粒子限制了云滴增长，并在冷云过程中抑制了霰粒的形成过程，不利于降水粒子产生，使降水延迟、降水量减少；3)初始CCN数浓度对对流云降水的响应并非线性的，降水开始是随初始CCN数浓度的增加而增加，到500cm。左右达到最大值，之后初始CCN数浓度越大，对流云降水越少。通过吸湿性催化的数值模拟和敏感性试验的研究，结果表明：1)在三江源地区冷湿对流云背景下，初始CCN数浓度较高的对流云吸湿性催化效果最明显；在云发展初期(10．14min)，在云底的主上升气流区(中心在15km)

4、，播撒高度在900m高度，催化效果较好，对催化结果起决定作用的是粗粒子(>l∥m)，小粒子对催化(l∥聊)，能得到较好的催化效果，降水量也随着播撒量的增加而增大，并且降水提前出现。3)在相同的初始CCN浓度和催化方案下，不同的热力环境南京大学全日制硕士研究生对流云吸湿性催化数值模拟研究对催化影响的具体过程不同，冷湿对流云催化主要影响到暖云和冷云，暖湿对流云的催化很大程度上是通过暖云过程向冷

5、云过程的产生影响。关键词：对流云，初始CCN，吸湿性催化，数值模拟南京大学全日制硕士研究生对流云吸湿性催化数值模拟研究THESIS：NumericalSimulationsofSeedingConvectiveCloudswithHygroscopicParticlesSPECIALIZATION：MeteorologyPOSTGRADUATE：ZongzhenYangⅣ匝NTOR：Assoc．Prof．BaojunChenAbstractA2Dslab．symmetricnonhydrostaticcloudbinmodelwasusedtosimulatet

6、heevolutionofconvectivecloudsandprecipitationunderdifferentCCNconditionsintheoriginareaofThreeRiversinQinghai-XizangPlateauandYangtze。HuaiheRiverValley·Meanwhile，theeffectsofvarioushygroscopicseedingontheprecipitationswerealsoinvestigated．Thedynamical．．microphysicalprocessesandprecip

7、itationwereanalyzed．Theresuksshowthat，1)theThreeRiversinQinghai-XizangPlateaucloudismainlydominatedbythecold．cloudprocess，thecontributionoftheiceprecipitationismorethanliquidprecipitation，theYangtze·HuaiheRiverValleycloudismainlydominatedbythewarm．cloudprocess，thecontributionoftheliq

8、uidprecipita