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基于飛機(jī)觀測和數(shù)值模擬的積云夾卷及其參數(shù)化和云系相互作用研究

發(fā)布時(shí)間:2020-12-08 20:12
  本文主要開展了積云夾卷率的計(jì)算、夾卷率參數(shù)化和云降水?dāng)?shù)值模擬研究。第一,使用 TOGA-COARE(Tropical Ocean Global Atmosphere Coupled Ocean Atmosphere Response Experiment)項(xiàng)目中的飛機(jī)觀測資料計(jì)算了降水性積云中的夾卷率,分析了夾卷率的概率密度函數(shù)、云內(nèi)特征和夾卷率之間的關(guān)系、夾卷率對不同夾卷空氣來源的響應(yīng)以及夾卷對云滴譜離散度的影響機(jī)制;第二,使用WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)模擬了 2010年7月8日至9日四川盆地的一次西南渦降水天氣過程,基于西南渦積云中的夾卷率特征分析,建立了西南渦積云的夾卷率參數(shù)化方案;第三,通過WRF模擬了 2010年7月1日發(fā)生在東北地區(qū)的一次大范圍強(qiáng)降水天氣過程,討論了混合云系中層狀云與積云之間的夾卷影響。主要研究結(jié)論如下:積云中夾卷率的概率密度函數(shù)可以用對數(shù)正態(tài)分布、伽馬分布、威布爾分布函數(shù)較好地?cái)M合,對應(yīng)的r2均大于0.80。夾卷率的增大促進(jìn)了云滴的稀釋和蒸發(fā)冷卻,導(dǎo)致云滴數(shù)濃度和含水量減小,降低云內(nèi)溫度和水汽... 

【文章來源】:南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】:125 頁

【學(xué)位級別】:博士

【部分圖文】:

基于飛機(jī)觀測和數(shù)值模擬的積云夾卷及其參數(shù)化和云系相互作用研究


圖1.1技術(shù)路線示意圖

對數(shù)正態(tài)分布,平尺,云水,對數(shù)正態(tài)分布


冰相粒子可以忽略。云的水平尺度(由水平穿云時(shí)間和飛機(jī)飛行速度的乘積)的概率密??度函數(shù)(PDF)的分布接近對數(shù)正態(tài)分布,當(dāng)云的水平尺度大于600?m時(shí)PDF大致隨??云水平尺度的增大而遞減(圖2.1),這種趨勢和以往的觀測[|()]及模擬結(jié)果[|1]相似。下??文2.2.3節(jié)中會(huì)進(jìn)一步探討A和云的水平尺度之間的關(guān)系。??£?80|??'???60-?I????"1??S40—A??|2〇?[?\??〇?qi/?丨丨?『?l??£?0?5000?10000??Horizontal?cloud?size?(m)??圖2.1云水平尺度的概率密度函數(shù)(PDF)分布,圖中的紅線為擬合的對數(shù)正態(tài)分布。??Figure?2.1?Probability?density?function?(PDF)?distribution?of?horizontal?cloud?size.?The?red?line?is?fitted??lognormal?distribution.??云底高度的具體計(jì)算步驟如下:首先使用200?m平滑方式處理飛機(jī)垂直探空獲得的??環(huán)境中的r和露點(diǎn)溫度(rd)廓線,根據(jù)公式2.2從而可以得到環(huán)境MSE的垂直廓線。??假定抬升凝結(jié)高度(LCL,圖2.2中的黑色橫線,高度約為450?m)為云底高度,它的??獲得方法是根據(jù)MSE廓線上MSE最大值所在高度(在圖2.2b中該高度約為100?m)??26??

靜力,朵云,個(gè)例,露點(diǎn)溫度


??處對應(yīng)的r和rd計(jì)算得到的。圖2.2舉例了?R28個(gè)例(1993年2月6円)中的r和rd??廓線以及對應(yīng)的MSE廓線,其中圖2.2b中的紅色點(diǎn)表示該個(gè)例中每朵云內(nèi)的平均MSE??值。????⑷?丨一Original?T?—MSE??3000?'?\?—Averaged?T?3000—?I?一LCL??—Original?Td?V??。博枺铮?::??1?1000?差1。。。?-??A?、?Q?|?|??|???U5?10?15?20?25?30?3.3?3.35?3.4?3.45?3.5?3.55??Tand?Td?(°C)?MSE?(J/kg)?x1〇5??圖2.2?R28個(gè)例的6機(jī)乖直探空:(a)溫度(D和露點(diǎn)溫度(乃),(b)濕靜力能(MSE),其中黑??色橫線表示抬升凝結(jié)高度(LCL),紅點(diǎn)代表每朵云內(nèi)的平均濕靜力能。??Figure?2.2?Aircraft?vertical?sounding?of?R28?case:?(a)?Temperature?(T)?and?dew-point?temperature?(rd)?and??(b)?moist?static?energy?(MSE),?and?the?black?horizontal?lines?represent?the?heights?of?LCL;?the?red?points?in??(b)?represent?the?mean?MSE?values?in?each?cloud.??2.2結(jié)果??2.2.1夾卷率的概率密度函數(shù)分布??湍流夾卷過程其實(shí)一種隨機(jī)過程

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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本文編號(hào):2905620

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