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多参数云微物理方案IAP-LACS方案的研究进展
孙继明 张军 邓玮 王永庆 邵梦琪
中国科学院大气物理研究所
中尺度天气预报模式在暴雨的落区和雨量的预报方面存在很大的不确定性,其中一个重要原因是描述云微物理过程的云模式存在很大的缺陷。建立和改进能够准确描述云微物理过程的云模式是提高暴雨预报水平的一个重要途径。 为了改进目前参数化方案的局限性,我们建立了新的三参数云滴凝结增长方案、三参数雨滴形成方案以及四参数冰晶凝华增长方案,初步构建了IAP-LACS云微物理方案。
三参数云滴凝结增长方案考虑了凝结过程对谱形的影响,通过利用WRF-LES大涡模拟模式与高分辨率的分档方案模拟结果对比,新三参方案的模拟结果与分档方案接近,有效避免了双参方案中云滴谱的不正常拓宽问题。为了准确描述云滴谱和雨滴谱的演变过程,依据云滴和雨滴的随机碰撞理论公式,求解出云雨转化率和雨滴对云滴碰并收集率的解析解,分别建立了一个双参和三参数的雨滴生成方案。基于冰晶粒子数浓度、平均球形等效半径一阶矩、三阶矩、平均纵横比对数和平均球形等效半径对数建立截距参数、谱形参数、斜率参数、冰晶形状参数的预报方程,建立了一个非球形冰晶粒子的凝华增长四参数方案。