大气冰核谱对雷暴云微物理过程及起电影响的数值模拟

来源：高原气象杂志2019年第3期北京时间：

作者：王梦旖;谭涌波;师正;刘俊;于梦颖;郑天雪

单位：南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 江苏 南京 210044

摘要：利用已有的二维对流云模式，讨论了三种不同的冰核谱对雷暴云微物理、起电及电荷结构的影响。模拟结果表明：（1）不同的冰核谱环境对雷暴云中冰相粒子的含量及分布具有明显作用。冰核谱的垂直温区越大，产生的冰相粒子分布越广。在冰核浓度较大的个例中，冰晶和霰粒子的含量高，更多的小冰相粒子出现在海拔更高的区域；（2）高温区冰核的数量会对上升气流速度产生显著影响。高温区的冰核越多，冰相粒子在微物理发展过程中释放的潜热越多，上升气流强，对流发展越旺盛；（3）在低温区冰晶浓度高的谱环境个例中，雷暴云中的非感应起电率和感应起电率高，导致起电量增加。高温区冰核多的谱环境，大量冰晶和霰获得正电荷形成次正电荷区，电荷结构呈现三极性；而高温区冰核少的谱环境，参与起电的水成物粒子少，易形成偶极性电荷结构。

关键词：冰晶;冰核谱;电荷结构;数值模拟

基金资助：国家自然科学基金项目（41805002）；江苏省自然科学基金项目（BK20180808）；江苏省高等学校自然科学研究项目（18KJB170010）；南京信息工程大学人才启动基金项目（2016r042）