浙江兩次雹云天氣過程及冰核參數(shù)化方案對(duì)其影響的數(shù)值研究.pdf

1、本文利用常規(guī)高空、地面觀測(cè)資料和多普勒雷達(dá)資料，采用中尺度數(shù)值模式(WRFv3.4)，對(duì)發(fā)生在浙江省2009年（個(gè)例09）和2014年（個(gè)例14）的兩次冰雹天氣過程進(jìn)行了綜合分析和數(shù)值模擬。從冰雹天氣過程的背景場(chǎng)、發(fā)生條件，雹云流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和微物理特征的時(shí)空變化等方面探討了兩次冰雹過程的宏微觀演變特征及冰雹增長機(jī)制的不同。同時(shí)，比較了六種冰核參數(shù)化方案對(duì)雹云宏微觀結(jié)構(gòu)和地面降水的影響。結(jié)果表明:
　　模式模擬的大氣層結(jié)、地面降水和雷達(dá)

2、回波等均能較好的再現(xiàn)兩次冰雹天氣過程的發(fā)展演變特征，表明模擬結(jié)果可信。兩次個(gè)例均在動(dòng)、熱力不穩(wěn)定的環(huán)境場(chǎng)和上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)下發(fā)生。中低層輻合系統(tǒng)、不穩(wěn)定層結(jié)、水汽條件和觸發(fā)機(jī)制等的差異造成雹云演變、云內(nèi)氣流場(chǎng)和微物理結(jié)構(gòu)的不同。個(gè)例14屬中尺度對(duì)流系統(tǒng)中鑲嵌的強(qiáng)單體冰雹云，其上升速度、垂直風(fēng)切變和回波頂高等均大于個(gè)例09的多單體冰雹云，生命史4h（長于個(gè)例09）。兩次個(gè)例冰雹的形成增長機(jī)制存在差異，個(gè)例09因上升氣流中心高度接近0℃

3、層(4km)，且過冷雨水含量中心在其上方，冰雹增長主要依賴過冷雨水累積帶。而個(gè)例14的冰雹形成于傾斜上升氣流轉(zhuǎn)向處右側(cè)的胚胎簾。因垂直上升速度和上升氣流中心(8km)明顯高于個(gè)例09，冰雹被帶入更高的高空充分碰并過冷云滴和冰雪晶增長。
　　對(duì)比不同冰核參數(shù)化方案的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)冰核濃度改變對(duì)地面降雹的影響強(qiáng)于地面降雨，降雹在落區(qū)、強(qiáng)度、降雹次數(shù)和分布上均存在明顯差異。冰核濃度改變?cè)斐稍浦兴晌锪Ｗ硬煌潭鹊淖兓?。冰核濃度改變直接?/p>

4、響冰晶，進(jìn)而影響其他水成物粒子的時(shí)空分布及云中的熱、動(dòng)力結(jié)構(gòu)。冰核越多，初始冰晶越多、比含水量越大。冰核濃度改變，在雹云的不同階段產(chǎn)生的影響也有差異。雹云發(fā)展和成熟階段前期，冰核濃度增多，大量冰晶爭(zhēng)食水汽，同時(shí)水汽的消耗抑制云中環(huán)境過飽和度的增加，阻止冰晶長大并減緩其向雪晶的轉(zhuǎn)化，這種間接效應(yīng)對(duì)雪、雹胚（霰）的形成和增長有一定的抑制作用。后期云中上升氣流增強(qiáng)，將更多的過冷水輸送到零度層以上，冰雹有更充足的時(shí)間碰并冰雪晶和過冷水滴增長，冰