霰粒子参数对强对流云降水和催化影响的数值模拟研究

本文利用三维对流云Ag I催化模式,开展了霰粒子密度和落速参数的敏感性模拟试验,以研究高凇附度时霰粒子参数的选取对催化模拟结果的影响。敏感性试验中对七个霰微物理过程进行了调整。分析发现改变霰落速参数和霰密度,可以引起3小时模拟的总降水量增加4.9%。催化后改变了敏感性试验中霰落速和上升气流的配置,并影响到霰碰并云水和冰晶的过程,及霰融化成雨水的过程。在高凇附度云中如果只增加霰密度而没有增加相应的落速系数,将使云中霰含量大幅增加。霰参数也影响了自然云和催化云的降水效率。过量催化使得催化云的降水效率低于自然云。增加霰密度的同时也增加霰落速系数,将使其降水效率高于对照试验,从而影响催化效果。在高凇附度云中采用大密度和较大下落系数,并且利用比数浓度平均落速计算霰粒子比数浓度的下落过程,会使催化效率从25%减少到15%,极大地改变催化效果。所以在高凇附度的暴雨个例中,应当采用高霰密度和相应的高霰落速,否则减雨的催化效果将会被大幅夸大。