三维冰雹云模式模拟重庆冰雹天气研究
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更新于2024-08-12
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"三维冰雹云模式对重庆一次冰雹天气过程的数值模拟研究 (2013年)"
本文是一篇自然科学领域的学术论文,主要探讨了三维冰雹云模式在模拟重庆2007年4月17日冰雹天气过程中的应用。作者通过数值模拟方法,深入分析了冰雹云的宏观动力学特性和微物理过程,揭示了冰雹形成的关键机制。
在宏观动力学方面,研究发现,冰雹云的发展初期,对流层低层呈现出气旋式的上升气流,这是对流活动开始的标志。随着云体的成熟,低层气流呈现强烈的辐合,这有助于水汽和能量的集中,进一步推动冰雹的生成。在冰雹云消散阶段,低层则出现辐散下沉气流,标志着对流活动的减弱。
在微物理过程中,模型成功模拟了不同阶段的水汽混合比和固体水成物粒子(如冰晶、雪花、霰粒和冰雹)的转化与增长。在模拟的80分钟时,分析表明,霰粒转化为冰雹、冰雹与冻云水碰撞增长、冰雹与冻霰碰撞增长是形成冰雹的主要过程。其中,霰粒转化为冰雹占比最高,达到了84%,其次是雹碰冻云水增长(9%)和雹碰冻霰增长(4%),这些过程共同构成了冰雹总量的主要来源。
此外,固态水成物粒子的积累和融化过程对降水有着显著的影响。它们不仅参与了冰雹的形成,还在降水过程中起到了关键作用,这包括降水粒子下落时的融化过程,以及这一过程中对环境温度和湿度的影响。
论文回顾了早期的研究,如J. von Neumann的干对流过程模拟,以及Das对降水影响的分析,强调了云微物理过程在对流天气预测中的重要性。尽管早期的研究已经触及动力学和微物理过程,但直到20世纪60年代,随着Mason和Orville等人的工作,才开始在特定的动力模式下对暖云微物理过程进行更深入的模拟。
这篇论文通过三维冰雹云模式展示了数值模拟在理解复杂气象现象,特别是冰雹形成机制上的能力,并为预报冰雹天气提供了理论支持和计算工具。这对于提高极端天气事件的预警精度,减少灾害风险具有重要意义。
2020-01-20 上传
2023-07-28 上传
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