太湖小时尺度水面蒸发特征及3种模型模拟效果对比

小时尺度水面蒸发可影响水面大气边界层热力和动力结构,分析湖泊小时尺度水面蒸发主要影响因素,选取准确模拟其特征的蒸发模型,将有助于改善流域天气预报和空气质量预报.基于太湖避风港站2012—2013年通量、辐射和气象观测数据,分析太湖小时尺度水面蒸发主要影响因子和3个模型(传统质量传输模型、Granger and Hedstrom经验模型、DYRESM模型)的模拟效果.结果表明:影响太湖小时尺度水面蒸发的主要因子为水气界面水汽压差和风速的乘积,而非净辐射.传统质量传输模型、Granger and Hedstrom经验模型、DYRESM模型模拟值与全年实测值的一致性系数分别为0.92、0.87和0.89,均方根误差分别为28.35、41.58和38.26 W/m^2.传统质量传输模型对太湖小时尺度水面蒸发的日变化和季节动态模拟效果最佳,其夜间模拟相对误差小于3%,除秋季外,其他季节的模拟绝对误差均小于4 W/m^2.Granger and Hedstrom经验模型系统性地高估太湖潜热通量,在大气较为稳定的午后(高估22~32 W/m^2)和冬季(高估72%)高估最为明显,模拟效果最差.DYRESM模型也系统地高估太湖潜热通量,模拟效果居中.考虑水汽交换系数随风速的变化特征将有助于改善传统质量传输模型和DYRESM模型对太湖小时尺度水面蒸发的模拟精度.

夹卷混合过程对青藏高原云滴谱及微物理量影响的数值模拟研究

夹卷混合过程对云滴谱(cloud droplet size distribution,CDSD)具有重要影响。在1个考虑夹卷混合过程的气泡模式中,利用青藏高原第3次大气科学试验(TEPEX-III)那曲观测站探空资料,通过敏感性试验,研究不同相对湿度(relative humidity,RH定义为Φ)的环境空气被夹卷进入云之后对云滴谱及微物理量的影响。结果表明:夹卷过程的稀释作用使绝热云滴谱中各个尺度云滴的数浓度同等程度的减少,但谱型不变。夹卷空气的Φ值越低,云滴蒸发越强,为了使空气达到饱和需要更多的云滴完全蒸发,因此在混合过程中云滴的数浓度、体积平均半径、含水量减幅越大,混合过程完成后这些量越小,云滴谱内小云滴数浓度越大,峰值数浓度越低且其对应半径越小,谱越宽。基于以上模式结果,夹卷混合过程会使得云滴谱向小滴方向增宽,导致小云滴数量大幅增加大云滴数量减少,抑制云中降水的形成,减弱对流的发展。