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WRF模式在人工影响暴雨强度中的应用

作　者: 李宏江
导　师: 闵锦忠
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 三维云模式 WRF模式人工影响天气暴雨
分类号: P48
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 522次
引　用: 7次
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内容摘要

本文利用三维云模式和中尺度WRF模式对2005年7月的一次暴雨的降水强度进行了跨区域的人工影响,通过对强降水中心上游的人工增雨在一定程度上减弱了下游暴雨中心的强度,并分析了由播撤导致的降水量水汽条件等相关物理过程的变化。也在一定程度上证明了利用水汽截流效应进行人工减小降水的可能性,得到的结果具有一定的应用价值和指导意义,为减少强暴雨和长时间降水造成的危害开辟了一条新的途径。利用水汽截流效应进行人工减雨的方法由来已久,但是目前在这方面的外场实验和理论研究都比较少。本文的主要研究方法是,首先在暴雨过程的水汽通道上游降水较少的地区选择比较适合人工增雨的站点,利用中国科学院大气物理研究所的三维云模式,选择不同的增雨方案,进行人工增雨的数值模拟,从而获得最佳的增雨方案和增雨效果。分析最佳方案导致的冰晶、雪晶等云场物理量的改变,再以合适的方式将这种变化加入中尺度WRF模式,造成模式中相应区域的增雨效果,并考查由此导致的整个降水区域降水量及水汽条件的变化。通过以上模拟和分析发现,在过冷云水发展到极大值时,在过冷云水的大值区播撒AgI获得的增雨效果最好。播撒过程使得自然云内的冰晶和雪晶出现的时间提前,含量明显增加。根据此增加量的大小,按比例地在中尺度模式中人为增加冰晶和雪晶含量,并计算凝结潜热的释放所造成的温度改变,能使相应位置的累积降水量有所增加。通过这种方式认为播撒开始以后两个小时左右,播撒区域下游部分地区的降水量出现了不同程度的减少。这是由于增雨区域降水量增加,消耗了部分水汽,使得区域东北部的下风方水汽通量减小,水汽辐合减弱,辐散增强,证明水汽通道上游的增雨在一定程度上减小了水汽向下游的输送,导致了下游的降水减少,这为跨区域人工减雨提供了新方法。

全文目录

摘要  8-9
Abstract(英文摘要)  9-11
第一章引言  11-18
  1.1 人工影响天气试验的研究意义  11
  1.2 人工影响天气研究进展  11-16
    1.2.1 人工增雨的应用  12
    1.2.2 人工影响天气的理论研究  12-16
  1.3 云和降水数值模拟发展  16-17
  1.4 本文的研究内容  17-18
第二章三维弹性云模式简介  18-27
  2.1 模式控制方程  18-19
  2.2 模式物理过程及分档  19
  2.3 模式物理参数  19-23
    2.3.1 模式中所包含的播撒过程  19-22
    2.3.2 模式中对AgI播撒和LC播撒所做的假定  22
    2.3.3 播撒过程的热力学计算  22-23
  2.4 初边界条件  23-24
    2.4.1 侧边界条件  23
    2.4.2 上下边界条件  23-24
  2.5 初始条件  24-25
  2.6 对流启动方式  25-26
  2.7 模式的数值求解、平滑运算及模拟域的平移  26-27
第三章中尺度数值预报WRF模式  27-35
  3.1 中尺度数值模式(WRF V2.0.3)特点简介  27-28
  3.2 WRF模式的动力框架(WRF V2.0.3)  28-30
  3.3 模式的物理方案  30-33
    3.3.1 微物理过程  30-32
    3.3.2 积云对流参数化方案  32
    3.3.3 模式的的其他物理方案  32-33
  3.4 模式的程序结构和计算流程  33-35
    3.4.1 模式程序结构设计  33-34
    3.4.2 WRF程序计算流程  34-35
第四章人工增雨数值试验  35-44
  4.1 降水过程介绍  35-36
    4.1.1 降雨过程  35-36
    4.1.2 降雨背景分析  36
  4.2 增雨区域的选取  36-38
    4.2.1 宏观可播撒条件分析  36-37
    4.2.2 微观可播撒条件分析  37-38
  4.3 人工增雨数值试验  38-41
    4.3.1 播撒方案的设计  38-39
    4.3.2 人工增雨结果  39-41
  4.4 播撤导致的冰态粒子含量变化的分析  41-42
  4.5 小结  42-44
第五章中尺度WRF模式人工减雨数值试验  44-51
  5.1 天气过程的数值模拟  44-46
    5.1.1 数值试验方案  44-45
    5.1.2 模式初始场和边界资料  45
    5.1.3 WRF模式对暴雨的模拟结果  45-46
  5.2 人工减雨数值试验  46-50
    5.2.1 WRF模式中的增雨方法  46-48
    5.2.2 模式降水量的变化  48-49
    5.2.3 模式水汽条件的变化  49-50
  5.3 小结  50-51
第六章全文总结  51-53
  6.1 结果  51-52
  6.2 讨论  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
附图  58-78

WRF模式在人工影响暴雨强度中的应用

内容摘要

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