一次梅雨锋暴雨云团中冰相粒子结构和演变特征的数值模拟

摘要

利用非静力平衡中尺度数值模式MM5(V3-6)，对2003年7月4日－5日发生在江淮流域的一次中尺度暴雨过程进行了数值模拟，根据数值模拟的结果，对造成此次暴雨过程的对流云团中冰相粒子的结构和演变特征进行了分析，同时结合地面降水的空间分布和时间演变，分析了冰相云微物理过程和地面降水的关系，最后分析了冰相态粒子的来源项随时间的演变。主要研究结果表明，冰晶、雪和霰三种冰相粒子分别主要分布在200hPa、300hPa和400hPa附近的气压层。冰晶模拟结果的偏差趋势与模式模拟的地面降水的偏差趋势是基本一致的，而霰粒子模拟结果的区域偏差的倾向则能反映模式模拟域地面降水的偏差梯度，模式对地面降水模拟的好坏与模式对冰相态粒子总体质量密度的水平分布的描述有重要的关系。霰既是冰相粒子之间相互转换的主要终结产物，也是冰相粒子向液态水凝物转换的主要中介物，对流云中冰晶和霰的密度随时间的演变与地面降水也有很好的相关性。冰相粒子的增长主要依赖其与云水的碰并增长，云水与冰相粒子的碰并作用过程是形成此次中尺度暴雨对流云中主要的微物理过程。