冰晶异质核化对雷暴云电过程影响的数值模拟

作     者：李璐滢 师正 谭涌波 汪海潮 林晓彤 LI Luying;SHI Zheng;TAN Yongbo;WANG Haichao;LIN Xiaotong

作者机构：南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 

出 版 物：《热带气象学报》 (Journal of Tropical Meteorology)

年 卷 期：2021年第37卷第3期

页      面：468-477页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41805002) 江苏省自然科学基金项目(BK2018080) 江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB170010) 南京信息工程大学人才启动项目(2016r042)共同资助 

主　　题：异质核化 冰核 非感应起电 电荷结构 数值模拟 

摘      要：引入一种新型冰晶异质核化方案,基于二维雷暴云模式,探讨雷暴云电过程对三种异质核化的响应。结果表明:浸润核化是冰晶生成的最重要异质核化过程,较高数浓度的冰晶消耗雷暴云内液态水含量,抑制淞附过程,导致霰粒子比含水量低,表现为较强的负极性非感应起电率;接触核化生成的冰晶量最少,仅对雷暴云中下层3~5 km处的冰晶有贡献,同时霰粒子数浓度较低,导致该方案下的起电过程最弱;沉积核化主要影响云砧处的冰晶,有利于提高霰收集云滴的效率,表现为极高的霰比含水量,促进低温区非感应起电过程的发生。总体上来看,三个方案下的电荷结构均由较复杂的多极性发展为偶极性。其中浸润方案中主正电荷区的抬升最明显,而接触方案过低的冰晶分布高度与沉积方案过高的冰晶分布高度,都直接导致了次正电荷区更快消散。