学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

气溶胶对云和降水影响的数值模拟研究

作　者: 肖辉
导　师: 银燕
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: WRF 气溶胶 沙尘气溶胶 云和降水
分类号: P426.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 191次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


研究表明,气溶胶可以作为云凝结核和冰核改变云和降水的发展,从而改变云和降水的全球分布。为了更好地理解气溶胶对云和降水的影响,本文利用耦合Morrision双参数微物理方案的WRF中尺度数值模式,对2007年6月13日发生在山西地区的一次强降水过程进行模拟,讨论气溶胶对云的微观特征及降水发展造成的影响。首先,对清洁和污染背景下气溶胶对云微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析。结果显示：污染背景下,降水区域没有明显变化,中心强度变强,网格平均降水量比清洁背景少0.8%；雪和霰是雨水的主要来源,高浓度气溶胶背景下,前期暖云降水减弱,后期大量雪粒子与云中云滴和雨滴碰并增长,造成后期降水增强。其次,对有巨凝结核(GCCN)作用下气溶胶对云微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析。结果显示：总降水量增加并不是很明显,加入GCCN后,有利于大云滴的形成,云滴向雨滴自动转化作用增强,有更多的云水较早形成雨滴和霰,造成后期降水减少,而没有考虑GCCN的情况下降水特征则相反,前期云水自动转化较慢,大量云水存在云中,与高层的冰雪晶碰冻增长,此时霰粒子尺度也相对较小,造成前期降水减少。在降水的后期,经过长时间增长的霰粒子和雪粒子下落融化成雨水,使得后期的降水增加。最后,研究了沙尘作为巨凝结核和冰核(IN)在典型大陆和污染大陆背景下对云和降水的影响。在清洁背景下,沙尘气溶胶作为GCCN和IN使降水中心峰值降低,GCCN的存在增加云中凝结核数,促进云中水汽凝结,略微增加整体降水量。当沙尘气溶胶作为有效冰核参与云的发展时,冰核浓度增加使水成物有效半径减小,在一定程度上抑制巨核的影响,从而减少降水。随着大气中背景气溶胶浓度的增加,沙尘粒子通过提高大气中的巨核浓度,前期降水量增加。当考虑沙尘气溶胶作为有效冰核时,冰核浓度增加使冰相粒子有效半径减少,减少地面降水。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 研究意义  7
  1.2 国内外研究进展  7-10
    1.2.1 气溶胶对云和降水影响的观测研究  7-8
    1.2.2 气溶胶对云和降水的数值模拟  8-9
    1.2.3 沙尘气溶胶对云和降水影响  9-10
  1.3 研究内容  10-11
  参考文献  11-14
第二章 模式介绍  14-21
  2.1 中尺度数值模式WRF模式  14-18
    2.1.1 WRF模式特点简介  14-15
    2.1.2 WRF模式动力框架  15-17
    2.1.3 模式的参数化方案  17-18
  2.2 Morrison双参数微物理方案介绍  18-20
    2.2.1 微物理过程  18
    2.2.2 云滴活化  18-19
    2.2.3 云粒子谱分布  19
    2.2.4 云雨自动转化过程  19-20
  参考文献  20-21
第三章 污染气溶胶对云和降水影响  21-33
  3.1 模拟个例和试验介绍  21-23
    3.1.1 个例介绍  21-22
    3.1.2 试验介绍  22-23
  3.2 结果分析  23-31
    3.2.1 地面降水分析  23-25
    3.2.2 微物理量场分析  25-27
    3.2.3 微物理过程分析  27-30
    3.2.4 雨滴、霰和雪晶源汇项及其微物理过程转化率  30-31
  3.3 本章小结  31-32
  参考文献  32-33
第四章 巨凝结核对云和降水影响  33-39
  4.1 引言  33
  4.2 试验设置  33-34
  4.3 结果分析  34-38
    4.3.1 地面降水分析  34-36
    4.3.2 微物理量场分析  36-38
  4.4 结论  38
  参考文献  38-39
第五章 沙尘气溶胶对云和降水影响  39-47
  5.1 微物理方案修改和试验介绍  39-41
    5.1.1 云滴活化过程  39
    5.1.2 巨凝结核活化过程  39-40
    5.1.3 试验设计  40-41
  5.2 结果分析  41-45
    5.2.1 地面降水分析  41-42
    5.2.2 微物理量场分析  42-45
  5.3 结论  45-46
  参考文献  46-47
第六章 本文总结  47-49
  6.1 主要结论  47
  6.2 创新点  47-48
  6.3 本文存在的不足  48-49
作者介绍  49-50
致谢  50

相似论文

  1. HJ星与MODIS数据气溶胶光学厚度反演,X513
  2. 山东半岛冷流降雪的研究,P426.63
  3. 典型黄海平流海雾形成机制的研究,P732
  4. 利用微脉冲激光雷达研究上海灰霾气溶胶光学特性,X513
  5. 东、黄海气溶胶和雨水中氨基化合物的研究,X513
  6. 青岛大气气溶胶光学特性的季节变化,X513
  7. 地基数据支持的MODIS气溶胶光学厚度反演研究,TP79
  8. 中国典型天气系统影响下沙尘传输特征分析,P445.4
  9. 2004年11月南大洋上一气旋对的观测分析与数值模拟研究,P447
  10. 民勤近地面沙尘暴气溶胶变化规律初步研究,X513
  11. 中国区域MODIS陆地气溶胶V5.2算法的有效性评估及算法的改进研究,X513
  12. 北极新奥尔松黑碳气溶胶特征研究,X513
  13. 黄渤海大气气溶胶卫星观测与时间序列分析,X513
  14. 无极紫外光源对室内空气消毒的研究,R187
  15. 基于环境一号卫星的陆地气溶胶光学厚度反演方法研究,P427.1
  16. 青岛近海生物气溶胶中微生物群落的研究,X172
  17. 大气气溶胶消光系数检测方法研究及装置设计,X513
  18. 一种低浓度微生物气溶胶浓缩器的设计和性能验证,R122
  19. 不同天气条件对青岛大气气溶胶中有机氮和尿素浓度分布的影响,X513
  20. WRF与干旱区分布式融雪径流模型的耦合及应用研究,P333.1
  21. 基于Beowulf集群的陕西省WRF实时预报系统应用研究,P409

中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 气象基本要素、大气现象 > 水汽、凝结和降水 > 降水
© 2012 www.xueweilunwen.com