气溶胶对云中水成物粒子荷电情况的影响-南京信息工程大学学报.PDF

文章编号：１６７４⁃７０７０（２０１３）０４⁃０３３１⁃０５ 气溶胶对云中水成物粒子荷电情况的影响 １，２ １，２ １，２ １，２ 王宁宁 　 谭涌波 　 师正 　 郭秀峰 摘要 ０　 引言 利用已有的二维雷暴云起电模式， 加入气溶胶模块，建立一个完善的雷暴 　 　 雷暴云电荷结构分布一直是大气电学研究的重要内容，也是雷 云起电模式．结合 ＳＥＥＴ 个例，初步探讨 ［１⁃２］ 电发生、发展过程研究的基础 ．很多观测结果都表明雷暴云的空 了气溶胶浓度对雷暴云内各种水成物粒 子荷电情况的影响．发现气溶胶的浓度 间电荷结构呈现偶极性和三极性分布．雷暴云电荷结构的形成主要 与雷暴云内云滴、霰粒、冰雹以及雨滴等 是由于雷暴云内微物理过程中起电机制不同而造成空中荷电粒子的 水成物粒子在空间所携带的最大电荷面 分离，而云中促进电荷形成的水成物粒子主要包括云滴、雨滴、冰晶、 密度值以及电荷量有很好的正相关性； 同时气溶胶粒子浓度的增加使得雨滴在 霰粒、冰雹这５种．由于实际观测的局限性，大部分学者对雷暴云中水 空间携带电荷量达到峰值的时间有一定 成物粒子荷电情况分布的研究讨论都是基于实验室结果，在云模式 提前． 中加入感应和非感应起电机制，来探讨这些水成物粒子的电荷分布 关键词 ［３⁃８］ 气溶胶；水成物粒子；数值模拟；最 情况和云的动力、微物理过程之间的关系 ，但是对于云模式的参 大电荷密度值；电荷量 数化方案都仅仅是依靠实验室得出的经验公式，并未考虑气溶胶的 成分． 中图分类号 Ｐ４２６５ 文献标志码 Ａ 近年来，国内外开展了很多关于气溶胶对于雷暴云微物理过程 影响的研究，结果表明气溶胶通过影响云凝结核对云滴谱、雨滴谱以 及降水的形成都产生了明显的影响．增加气溶胶的浓度会增加云凝 结核的浓度，从而减少云滴的有效半径，导致云水碰并率和自动转化 ［９⁃１２］ 率相应减小，在一定程度上减少了降水 ． 气溶胶作为云的凝结核，对雷暴云的微物理过程有显著的影响， 而微物理过程又与这些云内水成物粒子的参数有着直接联系，那么 气溶胶势必对雷暴云内的水成物粒子的荷电情况产生或多或少的影 ［１３］ 响．本文在已有二维雷暴云起电模式 基础上，加入气溶胶模块，尽 可能继续优化起电参数化方案，建立一个包含气溶胶模块的雷暴云 起电模式，通过改变气溶胶的初始浓度分布，分析其对雷暴云内各种 收稿日期 ２０１１⁃１１⁃２１ 资助项目 国家自然科学基金；公 水成物粒子荷电情况的影响． 益性行业科研专项 （ＧＹＨＹ２００８０６０１４，ＧＹ⁃ ＨＹ２０１００ １　 模式的建立 ６００５） 作者简介 本文以已有的二维雷暴云起电模式为基本框架，在此基础上植 王宁宁，男，硕士生，主要从事雷