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暖性积云滴谱生长及人工催化的数值模拟

程海虹  
【摘要】: 本文利用一维半积云分档模式,采用实际观测的海洋性盐核谱,模拟了海洋性积云中云滴谱的形成过程。将模式模拟的海洋性积云的宏观特征微观特征与实际观测结果进行比较发现,本模式模拟的海洋性积云的宏观和微观特征随高度和随时间的变化与观测结果基本上一致。 通过对模式模拟海洋性积云的宏观特征及其微观结构特征进行分析,我们得到了海洋性积云的以下几个特点: 1.积云中含水量的分布与垂直上升气流速度的分布,在空间上和在时间上配合一致。在空间上,云中含水量和上升气流速度都是自云底往上先随高度增加,并在云的中上部达到极大值,然后又随高度迅速地减小;在时间上,它们各自的极大值都随时间而增大,并且出现的高度也随时间向上增加。上升气流愈强,含水量也愈大。 2.积云的凝结最先是从较大的盐核上开始。在积云云底之上较底的高度上可以较早地形成较为稳定的云滴谱谱型,而在较高的高度上则要晚一些。 3.云中滴谱随高度的分布特征是:自云底往上,云滴谱先随高度的增加而展宽,然后又迅速的变窄。云滴谱随高度的这种分布特征与云中宏观场的分布特征密切相关。 在成功地模拟了积云的发生发展过程的基础上,我们又对积云进行了人工催化。结果表明,对于暖性海洋性积云而言,半径为1μm、5μm和8μm的盐粉的撒入似乎不利于滴谱的展宽;使用相同剂量播撒时,加入的盐粉半径越小,滴谱反而越窄。这可能是由于大云滴的形成只与盐核浓度有关,总浓度少有利于大云滴的形成。在撒入半径为1μm、5μm和8μm盐粉后,盐核总浓度因盐粉的撒入而增加,所以催化后滴谱都变窄;而使用相同剂量播撒时,半径越小,盐粉所含粒子数越多,撒入后盐核总浓度也越大,从而撒入的半径越小滴谱越窄。


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