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

1、本文利用常規(guī)高空、地面觀測資料和多普勒雷達資料，采用中尺度數(shù)值模式(WRFv3.4)，對發(fā)生在浙江省2009年（個例09）和2014年（個例14）的兩次冰雹天氣過程進行了綜合分析和數(shù)值模擬。從冰雹天氣過程的背景場、發(fā)生條件，雹云流場結構和微物理特征的時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制的不同。同時，比較了六種冰核參數(shù)化方案對雹云宏微觀結構和地面降水的影響。結果表明:
　　模式模擬的大氣層結、地面降水和雷達

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，表明模擬結果可信。兩次個例均在動、熱力不穩(wěn)定的環(huán)境場和上干下濕的不穩(wěn)定層結下發(fā)生。中低層輻合系統(tǒng)、不穩(wěn)定層結、水汽條件和觸發(fā)機制等的差異造成雹云演變、云內氣流場和微物理結構的不同。個例14屬中尺度對流系統(tǒng)中鑲嵌的強單體冰雹云，其上升速度、垂直風切變和回波頂高等均大于個例09的多單體冰雹云，生命史4h（長于個例09）。兩次個例冰雹的形成增長機制存在差異，個例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。而個例14的冰雹形成于傾斜上升氣流轉向處右側的胚胎簾。因垂直上升速度和上升氣流中心(8km)明顯高于個例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。
　　對比不同冰核參數(shù)化方案的模擬結果，發(fā)現(xiàn)冰核濃度改變對地面降雹的影響強于地面降雨，降雹在落區(qū)、強度、降雹次數(shù)和分布上均存在明顯差異。冰核濃度改變造成云中水成物粒子不同程度的變化。冰核濃度改變直接影

4、響冰晶，進而影響其他水成物粒子的時空分布及云中的熱、動力結構。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，大量冰晶爭食水汽，同時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化，這種間接效應對雪、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，將更多的過冷水輸送到零度層以上，冰雹有更充足的時間碰并冰雪晶和過冷水滴增長，冰