沙塵氣溶膠遠(yuǎn)程輸送對(duì)云和降水影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文沙塵氣溶膠遠(yuǎn)程輸送對(duì)云和降水影響的數(shù)值模擬研究姓名：陳麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境指導(dǎo)教師：銀燕;楊軍20070501南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要研究表明，沙塵氣溶膠可通過(guò)對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和散射影響地氣系統(tǒng)的輻射平衡，也可作為云凝結(jié)核和冰核改變?cè)坪徒邓陌l(fā)展，改變?cè)坪徒邓娜蚍植?。為更好地理解沙塵對(duì)大氣濕過(guò)程帶來(lái)的影響，采用分檔云動(dòng)力學(xué)模式，討論了沙塵氣溶膠傳輸過(guò)程對(duì)云的宏微觀特征及降

2、水發(fā)展可能造成的影響。首先，采用賀蘭山地區(qū)氣溶膠觀測(cè)資料，模擬了不同等級(jí)沙塵天氣條件下氣溶膠粒子譜分布對(duì)云和降水的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：揚(yáng)沙和沙塵暴過(guò)程引起的巨核濃度增多促進(jìn)了降水發(fā)展，使降水提前出現(xiàn)，暖云和冷云降水大幅增加：而沙塵天氣過(guò)程中大氣冰核濃度的增加提高了云內(nèi)冰相粒子的濃度，降低冰粒子的有效半徑和冷云降水效率，云內(nèi)存留的大量冰晶使云的光學(xué)厚度和反照率得到增強(qiáng)。其次，沙塵粒子在遠(yuǎn)程輸送過(guò)程中與大氣中的污染物相互作用，導(dǎo)致可溶性污染物(

3、 如硫酸鹽和硝酸鹽) 在沙塵粒子表面的形成和沉積，改變了沙塵粒子的光學(xué)特性及其作為云凝結(jié)核和大氣冰核的能力。本工作探討了不同大氣氣溶膠背景條件下沙塵粒子對(duì)云和降水形成的影響，結(jié)果表明：只有在大陸或人為污染比較嚴(yán)重地區(qū)的云中，含有一定比例可溶性物質(zhì)的沙塵粒子有利于大云滴產(chǎn)生，提高了云滴間的碰并效率從而促進(jìn)暖云降水發(fā)展和霰等冰相降水粒子的發(fā)展，提前冰相降水粒子的出現(xiàn)時(shí)間，并增加地面降水。最后，最新遙感資料表明，沙塵對(duì)日地輻射吸收造成的大氣加

4、熱作用對(duì)云微觀特性和分布產(chǎn)生明顯影響。為解釋這一結(jié)果，本文采用沙塵加熱率分布的衛(wèi)星遙感結(jié)果和云模式從理論上評(píng)估了沙塵加熱作用對(duì)云和降水的影響，并重點(diǎn)討論了沙塵最大濃度出現(xiàn)的高度、沙塵厚度及加熱強(qiáng)度對(duì)云粒子發(fā)展和降水形成的影響。結(jié)果表明：傳輸過(guò)程中當(dāng)沙塵最大濃度出現(xiàn)在溫度高( 低) 于- 5 0 c的區(qū)域時(shí)，沙塵的加熱作用抑制( 有利于) 云和降水的發(fā)展，并且傳輸層中吸收性粒子越多，傳輸層高度越低、厚度越大，對(duì)云形成和發(fā)展的抑制作用越強(qiáng)。