巨核对暖云降水影响的模拟研究

房文 郑国光

中国气象科学研究院,北京 100081

巨核对暖云降水影响的模拟研究

房文 郑国光

中国气象科学研究院,北京 100081

利用耦合了新的暖云参数化方案的中尺度模式 (MM5),研究了暖云降水中巨核的作用。在这个暖云方案里,先假定一个三模态的气溶胶正态对数分布,然后考虑对流、扩散、云滴和雨滴的核化 (非核化)过程,再由气溶胶质量的预报量显式地计算出气溶胶的数浓度。选择了华北地区2005年6月25～26日的一次弱冷锋过程,并以此研究了巨核对云和降水的影响。研究表明,巨核具有增强雨滴的凝结、碰并和云雨自动转化过程的作用,使得云滴数减少高达40%,云水减少达20%,云滴有效半径增加高达30%左右。在污染和清洁环境下巨核均可增加降水。

暖云降水 巨核 模式

1 引言

早期关于云滴谱拓宽以及暖云中降水发展的假设是,气溶胶中包含了巨核 (Giant Cloud Condensation Nuclei)和 (或者)超大核 (ultragiant CCN)。Johnson(1979,1982)利用一个气块模式模拟了云滴通过碰并过程在气溶胶粒子上增长的过程,结果表明,一定量的 GCCN的加入可以迅速提高降水尺度粒子的发展,甚至在胶性稳定的大陆性云中也会出现这样的结果。Woodcock et al.(1971)和Takahashi(1976)研究发现,在海洋性云中,大的海盐核对暖云降水的启动并没有太大的贡献。Feingold et al.(1999)分别用气块模式、双参数分档的三维大尺度涡旋模式对海洋性层积云的发展进行了模拟,研究巨核对层积云中毛毛雨形成的影响。结果发现,当云凝结核 (CCN)浓度在50～250 cm-3时,云中观测到的巨核浓度在10-4cm-3到10-2cm-3,这个浓度就足以使本来没有降水的层积云变成有降水的过程。……