与梅雨降水系统发展有关的正压过程及云凝物辐射效应

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文中利用二维云模式对2011年6月我国东部梅雨期的三次梅雨降水过程进行模拟,根据模拟得到的高分辨率数据,分析与梅雨降水系统发展有关的正压动能转换过程以及云凝物辐射效应对于梅雨降水过程的影响。  通过梅雨降水过程三个阶段的对比,分析了梅雨降水过程中的正压动能转换过程,以及引起正压动能转换方向发生变化的原因。由第一阶段到第三阶段,正压动能转换过程(平均动能向扰动动能的转换)逐渐增强(尤其是对流层中下层),降水系统的正压动力不稳定性增强,有利于对流性降水的逐渐增强。此次梅雨降水过程中的正压动能转换方向(降水系统的动力稳定性)是由水平动量的垂直输送决定的。向下的水平动量逐渐增强,导致降水系统逐渐由动力稳定性系统变为动力不稳定性系统。虽然风垂直切变是正压动能转换存在的必要条件,但风垂直切变对水平动量的垂直输送以及正压动能转换的方向没有明显影响。云凝物和热量的水平输送是引起水平动量垂直输送变化的重要因素。  在各敏感性实验中,除了将相应的云凝物混合比设置为0以外,其他条件与基准实验一致。在降水的不同阶段,不同云凝物的辐射效应对地面降水率的影响各不相同。去除云凝物的辐射效应后,降水率的变化主要是由与净凝结有关的过程引起,而云凝物辐合/辐散过程对于降水率的变化贡献较小。通过影响水平动量垂直输送的方向,云凝物辐射效应可使降水系统的稳定性发生变化。第一阶段,降水系统的动力稳定性几乎不受云凝物辐射效应的影响。而第二、三阶段,去除水云的辐射效应增强了降水系统的动力不稳定性。第二阶段,去除冰滴与雪的辐射效应增强了降水系统的正压稳定性,而在第三阶段,去除冰滴与雪的辐射效应增强了降水系统的正压不稳定性。在梅雨降水整个过程中,去除霰的辐射效应后,降水系统始终保持为动力稳定性系统。
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