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采用中尺度WRF模式和在此基础上发展而来的完全在线化学耦合预报模式WRF-Chem及NCEP1°×1°分析资料对澳大利亚西北部Tiwi岛上发生的热带深对流云个例进行了模拟和不同参数化方案的敏感性试验,并在取得较好模拟效果的基础上就其对不同高度痕量气体的输送作用进行了试验和讨论。所得结果可为进一步认识实际大气过程中热带深对流系统对大气化学成分和气溶胶分布的影响以及气溶胶的间接气候效应等问题提供帮助。
通过利用WRF模式对此次热带深对流个例进行边界层参数化方案的敏感性试验发现,四种不同边界层参数化方案均能较好地再现Tiwi岛上海风锋生成并向内陆发展的过程。同时,不同方案均能够反映出对流最强对流系统由早期对流的阵风锋与海风锋相互作用产生的过程的B型对流系统的特征,但通过对比发现由于各种方案在早期对流产生的时间、地点以及阵风锋强度上的不同,采用MYJ边界层参数化方案所得对流云系统在四种边界层方案中与实际情况最接近,而在微物理参数化方案的敏感性试验中,采用Lin方案的模拟结果在对流云体出现的时间、位置和强度方面比其他几种方案与实际情况更为接近。此外采用该方案模拟所得的降水落区与实际雷达资料也最为接近。
在不同高度痕量气体输送作用的模拟试验中发现,不同层次痕量气体的分布情况在经过深对流系统作用后存在明显差异。深对流系统能将各高度上的气体向上输送至高层,但向下输送仅在7000m以下有较为明显的作用。此外,分析表明,热带深对流系统可以在较短时间里,将低层气体输送至高层对流层顶区域,并能明显地改变对流系统发生发展所在和所经过区域的物质浓度分布情况,但对于大范围区域而言,平流输送作用占据主导地位。同时,在有深对流系统作用时,1000m以下及8000m以上区域的痕量气体对高层13km处气体浓度变化贡献较大,而4000m至7000m的中层贡献则较小。