降水参数化及气溶胶对云微物理属性的影响

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• 作者：马月薛惠文
• 会议时间：2010-10-01
• 关键词：z-r关系 ; 气溶胶间接效应 ; 液态水路径 ; 降水参数化
• 作者单位：北京大学物理学院大气物理与大气环境专业,北京,100871
• 母体文献：第27届中国气象学会年会论文集
• 会议名称：第27届中国气象学会年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国气象学会
• 语种：chi

摘要

本文分别从辐射角度和云的微物理角度来量化层积云和浅积云的降水,并讨论了气溶胶对层积云的微物理属性的影响.主要分为三个部分,第一部分中利用大涡模拟生成的三维粒子谱计算瑞利散射理论下的雷达反射率因子Zr,同时模式模拟米散射理论下的雷达反射率因子Zm,得到两种理论下浅积云的降水率与雷达反射率因子的关系.结果显示在降水率的量级为100mm/hr时,米散射理论和瑞利散射理论下计算得到的雷达反射率差异较小,此时由水成物,水汽,臭氧等造成的入射波的总衰减很小.而当量级达到101mm/hr时,利用两种理论计算的雷达反射率差异增大,此时的总衰减也较大.第二部分中由大涡模拟结果计算的液态水路径和平均的云底云滴数浓度,对浅积云进行降水参数化.由加州西海岸的CloudSat数据,对层积云进行降水参数化.在第三部分中,利用CloudSat数据中云的物理量信息以及MODIS中的气溶胶的物理量信息(这里以气溶胶的光学厚度AOD来替代气溶胶浓度)来讨论气溶胶对云的间接效应和气溶胶数浓度增加对液态水路径(LWP)的影响,进而浅析气溶胶对降水的影响.经过分析显示云内的液态水路径的变化性很大,层积云的云滴数浓度随高度变化不明显.尽管可以观测到Twomey效应的典型的个例,但是将一年的数据作为整体分析,气溶胶的间接效应不显著,说明气溶胶的间接效应对于气候的影响可能不是很显著.对多天数据处理后得到结论:气溶胶浓度与液态水路径可能存在一个反相关关系,气溶胶浓度很高时,液态水路径较大的可能性很小.由于云内LWP的自身变化性较大,分离由气溶胶造成LWP的改变非常困难.