锋面云系降水的云微物理机制的数值研究.pdfVIP

·264· 第十四届全国云降水物理和人工影响天气科学会议(上册) 锋面云系降水的云微物理机制的数值研究 何晖李宏宇 (北京市人工影响天气办公室，北京100089) 1 引言 降水范围大的锋面降水云系是人工增雨作业的主要对象。本文采用非静力中尺度模式MM5 成的微物理机制作数值模拟研究。 2模式及资料情况 采用中尺度模式MM5对该次降水天气过程作两重嵌套数值模拟。模式输入的初始场为6h一 京时，以下同)。模式结果输出的时间间隔为2h。外层模拟区域中心定在(110。E，40。N)，内层中心定 物理方案、MRF行星边界层方案和云辐射方案。其他参数设置取为模式原默认值。 3天气实况及模拟 3．1天气形势 2005年5月16El实况与模拟的天气形势显示(图略)，影响北京的主要是两个系统，一个是在西北部的 高空槽和锋面气旋，与之相配合的是一股冷空气，另一个是南支槽和低压辐合区，槽前的西南暖湿气流向北 输送水汽，北京处于高空槽前和南支槽的前部。水汽条件和冷暖空气交汇凝结是形成此次降水的关键。 3．2降水变化 从模拟的17日02时的降水分布来看(图2)，雨带结构、强度与实测分布非常相似。从5月16日 近，雨带的形状也很相似，均为马蹄形。但模拟的降雨强度比实测偏弱。17日02时强降水中心已有 南北两个。到17日08时降水雨带继续缓慢向西移动，雨带的面积已有所缩小，降水强度北支中心有 所减弱，而南支的则有所加强。到17日14时，主体降水已结束。通过对比分析可以看出，模式以该 次降水天气过程的模拟效果较为理想。 奄c _ ，稳溱沁 瀚蠢≯ 石0罗i1啊F 嗲 q静 ∑ (a) (b) 图2实况(a)与模拟(b)的17日02时地面6小时降水分布(单位：ram) · · S3一云降水的数值模式与模拟 265 4云系宏观、微观结构特征 4．1整体结构特征 模拟的云系在东移和北上过程中，强度经历了先增强后减弱的过程。云系的形状与位置与降雨 带的位置与形状非常相似。16日20时云带的宽度达10个经度，从110。E一直延伸到渤海湾之上。 大范围层状云系含水量多介于0．2～0．59／kg之间，且在云带的南缘和北缘含水量较高。最高含水 量达0．89／kg以上。在以后时次的云系结构显示，云带位置逐渐北抬和东移，整个云系分开成两部 分，在北抬和东移的过程之中，南支11云系较早消失，北支的云系到17日14时、16时云带继续东 移，范围缩小，云系很快转入渤海湾地区，云系消散。 图3还显示了5月16日20时沿北京站东西和南北向的云水垂直剖面结构图。从这两张剖面图 上可以看出。在较为均匀的层状云内部还夹杂有高含水量区，这表明了云系同时存在非均匀性结构。 模拟的总含水量极值则位于650hPa附近。最高含水量达0．79／kg以上。在以后时次的云系剖面图 结构显示，云系在逐渐的北抬和东移，云顶高度逐渐降低，极大含水量值也在不断变小，极大含水量值 所在高度也在降低，含水量中心介于800hPa～900hPa之间，以前的非均匀性结构也逐渐消失，混合 为均匀性结构，云系最后趋于消散。 d匹二? 一 ＼Ⅷ一 ／／y-,．＼ 、、≮蔗