“菲特”臺(tái)風(fēng)暴雨物理過(guò)程三維WRF模擬與定量分析.pdf

1、本文針對(duì)菲特臺(tái)風(fēng)暴雨過(guò)程，圍繞影響降水的主要物理因子，運(yùn)用三維WRF模式中降水收支（大尺度地面降水收支、云微物理收支、雨滴微物理收支）與熱量收支方程，定量分析各個(gè)物理過(guò)程對(duì)菲特臺(tái)風(fēng)暴雨的影響。具體研究成果主要涵蓋以下幾個(gè)方面:
　　(1)基于大尺度地面降水方程的對(duì)流云-層狀云降水分類(lèi)方法下的對(duì)流云區(qū)盛行上升運(yùn)動(dòng)，水云微物理過(guò)程是主要的，層狀云區(qū)的對(duì)流層中低層為下沉運(yùn)動(dòng)，冰云微物理過(guò)程是主要的，這表明基于地面降水方程的降水分類(lèi)方法適

2、用于三維WRF模式下的臺(tái)風(fēng)降水。
　　(2)對(duì)流云區(qū)的水汽輻合產(chǎn)生凝結(jié)，通過(guò)雨滴碰并云滴產(chǎn)生對(duì)流云降水，將部分雨滴輸送至層狀云區(qū);層狀云區(qū)降水部分來(lái)自對(duì)流云區(qū)雨滴的輸送，部分來(lái)自層狀云區(qū)霰的融化;無(wú)論運(yùn)用基于大尺度地面降水方程的降水分類(lèi)方法還是運(yùn)用基于降水率或者雷達(dá)反射率的降水分類(lèi)方法，無(wú)論對(duì)于固定區(qū)域的臺(tái)風(fēng)降水還是風(fēng)暴跟隨坐標(biāo)下的臺(tái)風(fēng)降水，上述結(jié)論成立。
　　(3)降水效率主要取決于水汽輻合、凝結(jié)、雨滴碰并云滴、云凝物輻合

3、，其中云凝物輻合至關(guān)重要，云凝物輻合主要由云凝物垂直平流增加所致，而云凝物垂直平流增加由垂直上升運(yùn)動(dòng)與云凝物在垂直方向上減小所致;云凝物輻散主要是由云凝物水平平流減小所致，而東風(fēng)氣流與云凝物在緯向方向上的減小或者南風(fēng)氣流與云凝物在經(jīng)向方向上的增加可導(dǎo)致云凝物水平平流減小。
　　(4)無(wú)論是否有冰云存在，水云的存在使得增強(qiáng)的輻射冷卻從對(duì)流層高層向低層遞減，促使抑制的層結(jié)穩(wěn)定度從對(duì)流層高層向低層遞增，減弱的垂直上升運(yùn)動(dòng)從高層向低層遞增

4、，使得垂直質(zhì)量輻散作用增強(qiáng)，導(dǎo)致熱通量輻散減弱，促使凈凝結(jié)與降水減少;有水云存在時(shí)，冰云輻射作用對(duì)降水的反饋機(jī)制與上述機(jī)制恰好相反，最終導(dǎo)致降水增加;無(wú)水云存在時(shí)，冰云的存在會(huì)抑制輻射冷卻，減少凈凝結(jié)與降水。
　　(5)分別用Hsie，Krueger，Zeng和Shen冰晶凝華增長(zhǎng)方案對(duì)菲特臺(tái)風(fēng)進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，Shen方案模擬的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度以及降水與Hsie，Krueger方案接近，與實(shí)況接近。冰晶濃度較高時(shí)，Zeng方案會(huì)導(dǎo)致臺(tái)