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《南京信息工程大学》 2011年
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气溶胶对云和降水影响的数值模拟研究

肖辉  
【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。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X513;P426.6

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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1 杨宗甄;对流云吸湿性催化数值模拟研究[D];南京大学;2011年
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【同被引文献】
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1 冯业荣;珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究[D];中山大学;2006年
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【二级参考文献】
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3 苏玉君郑菲 通讯员 王德英;中国大气气溶胶及其气候效应研究取得明显进展[N];中国气象报;2007年
4 本报记者 姬钢;空气除菌消毒设备蜂拥入市[N];中国环境报;2003年
5 本期嘉宾 中国气象学会秘书长 研究员 王春乙 采访者 本报记者 郑菲;气溶胶浓度增加影响作物生产[N];中国气象报;2007年
6 记者 倪永强 通讯员 杨启国;专家研讨干旱气候变化[N];中国气象报;2009年
7 干旱所;干旱所:凝聚一流科研力量的西北主力军[N];中国气象报;2006年
8 韩宗坡;求解气候变暖与沙尘暴的关系[N];中国气象报;2008年
9 本报记者 王夕;火山灰引发天气变化[N];北京科技报;2010年
10 张敬一;郑州院获得7项专利授权[N];东方烟草报;2011年
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6 葛觐铭;西北沙尘气溶胶光学特性反演与沙尘暴的卫星监测[D];兰州大学;2010年
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8 黄忠伟;气溶胶物理光学特性的激光雷达遥感研究[D];兰州大学;2012年
9 张国玉;滨岸城市大气湿沉降汞的时空分布特征及其物源辨析研究[D];华东师范大学;2010年
10 王鑫;黄土高原地区沙尘气溶胶的综合观测研究[D];兰州大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 王振海;半干旱地区气溶胶的观测研究及垂直分布的反演[D];兰州大学;2010年
3 赵杰臣;皮纳图博火山气溶胶的三维扩散及其气候效应的数值模拟[D];国家海洋局第一海洋研究所;2011年
4 刘健;城市小区环境中生物剂气溶胶的扩散模拟方法研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年
5 谭冶冰;上海市霾的特征及影响因子研究[D];华东师范大学;2010年
6 林立;含硝酸盐混合气溶胶与SO_2非均相反应的实验室模拟研究[D];复旦大学;2010年
7 金敏;闪电产生NOx排放量估算及基于伴随模型的源反演敏感性分析[D];南京信息工程大学;2012年
8 张丽薇;气溶胶颗粒在矩形风管系统中沉降特性的实验研究[D];湖南大学;2007年
9 马永亮;空气处理机组中一般通风用空气过滤器实际运行性能研究[D];天津大学;2010年
10 尚倩;南京冬季雾霾的宏微观特征及对能见度的影响[D];南京信息工程大学;2012年
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