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WRF模式在人工影响暴雨强度中的应用

李宏江  
【摘要】:本文利用三维云模式和中尺度WRF模式对2005年7月的一次暴雨的降水强度进行了跨区域的人工影响,通过对强降水中心上游的人工增雨在一定程度上减弱了下游暴雨中心的强度,并分析了由播撤导致的降水量水汽条件等相关物理过程的变化。也在一定程度上证明了利用水汽截流效应进行人工减小降水的可能性,得到的结果具有一定的应用价值和指导意义,为减少强暴雨和长时间降水造成的危害开辟了一条新的途径。 利用水汽截流效应进行人工减雨的方法由来已久,但是目前在这方面的外场实验和理论研究都比较少。本文的主要研究方法是,首先在暴雨过程的水汽通道上游降水较少的地区选择比较适合人工增雨的站点,利用中国科学院大气物理研究所的三维云模式,选择不同的增雨方案,进行人工增雨的数值模拟,从而获得最佳的增雨方案和增雨效果。分析最佳方案导致的冰晶、雪晶等云场物理量的改变,再以合适的方式将这种变化加入中尺度WRF模式,造成模式中相应区域的增雨效果,并考查由此导致的整个降水区域降水量及水汽条件的变化。 通过以上模拟和分析发现,在过冷云水发展到极大值时,在过冷云水的大值区播撒AgI获得的增雨效果最好。播撒过程使得自然云内的冰晶和雪晶出现的时间提前,含量明显增加。根据此增加量的大小,按比例地在中尺度模式中人为增加冰晶和雪晶含量,并计算凝结潜热的释放所造成的温度改变,能使相应位置的累积降水量有所增加。通过这种方式认为播撒开始以后两个小时左右,播撒区域下游部分地区的降水量出现了不同程度的减少。这是由于增雨区域降水量增加,消耗了部分水汽,使得区域东北部的下风方水汽通量减小,水汽辐合减弱,辐散增强,证明水汽通道上游的增雨在一定程度上减小了水汽向下游的输送,导致了下游的降水减少,这为跨区域人工减雨提供了新方法。


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