运用Meso-nhm模拟Helsdon and Farley参数化方案的研究

张 宇，陈加清，苏满堂，杨 杰（解放军理工大学气象海洋学院，雷电防护与电子伪装实验室，南京，210000）



运用Meso-nhm模拟Helsdon and Farley参数化方案的研究

张 宇，陈加清，苏满堂，杨 杰
（解放军理工大学气象海洋学院，雷电防护与电子伪装实验室，南京，210000）

摘要：迄今为止，被提出的几种雷暴云起电机制中，最受认可且被认为最重要的是冰—冰碰撞的非感应（ NIC: Noninductive Ice-ice Collision） 起电机制。Reynolds et al. （ 1957） 最先开始了NIC 机制的云室试验，类似的试验均以直径较小（通常小于5 mm）的淞附探头代表霰（ 将霰、冰雹和冻滴统一视为霰），测量其与冰晶（ 将冰晶和雪统一视为冰晶）碰撞过程中电荷的转移情况。大量的试验结果表明，霰或冰晶上的转移电荷的极性和量级取决于很多因素。

关键词：雷暴云电荷结构；模拟；Meso-nh

0　引言

Meso-NH模式为法国气象局研制的一个非静力中尺度数值模式，垂直坐标为高度地形追随坐标.模式1994年开始建立，发展到今天已经20年，各种物理过程处理已经非常成熟.此模式使用非静力模式框架并且进行了网格嵌套，可以模拟从天气尺度到小尺度之间的所有大气过程，水平分辨率可达到百米量级.模式中包含详细的云微物理过程及边界层过程，它还耦合了化学模块（包含气相、气溶胶等化学变化）及雷电模块.

图1　HELFA方案下第90分钟空间电荷密度（等值线，单位Cm-3）x-z剖面上的分布

1　Helsdon and Farley （1987）参数化方案

此非感应起电参数化方案较为简单，只考虑了电荷转换率和温度及碰撞的水汽凝结物类型。电荷反转温度定为常值-10℃，在冰晶和霰之间碰撞时，电荷被大粒子获得：