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2014年春季华北两次降水过程的人工增雨催化数值模拟研究

刘卫国  陶玥  党娟  周毓荃  
【摘要】:在WRF中尺度模式中耦合了中国气象科学研究院发展的CAMS(Chinese Academy of Meteorological Sciences)云微物理方案,并在CAMS方案中增加了直接播撒冰晶(S1方案)和播撒碘化银催化剂(S2方案)两种云催化方案。利用此模式,对2014年我国华北干旱期间开展飞机增雨作业的两次降水过程(个例1:5月9~10日;个例2:5月10~11日)进行了云催化数值模拟研究,分析了催化对降水和云物理量场影响,对比了S1和S2方案催化效果的异同。结果表明,在云层适当部位播撒催化剂,两种催化方案均会达到增雨效果,催化会引起云中各水凝物的明显变化,并导致催化区域温度、垂直速度的变化。个例1中,S2方案的催化影响范围要大于S1方案,在播撒区下游地区,S2方案催化效果要强于S1方案;而个例2中两方案催化效果没有表现出显著差异。S1和S2方案的催化效果在不同个例中表现不同,其重要原因在于两种催化方案的催化机制差异以及云系动力条件、水汽条件的不同。通过采用适当的催化剂量,在其他催化设置条件相同的情况下,S1和S2方案可以取得相似的催化效果,但需注意由于二者催化机制的差异,在一些具体云系条件下,二者的催化效果会有一定差异。当实际人工增雨作业采用碘化银催化剂时,相应的催化模拟研究使用S2方案更为适合。

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