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不同风切变条件下气溶胶对中尺度对流系统的影响

风切变,气溶胶,对流,数值模拟

      气溶胶间接效应是气候变化预测过程中的最不确定性因子之一。不同大气条件下，气溶胶作为云凝结核（CCN）可能促进或抑制对流过程。中尺度对流系统（MCS）是影响降水、大气环流和辐射过程的主要对流形式。气溶胶如何影响MCS仍然是一个有待研究的问题。

      本研究使用带有详细分档微物理方案的WRF模式研究不同风切变条件下气溶胶对MCS的影响。控制实验中，对流层中低层呈现弱风切变特征，对流分布较为分散。基于该试验，在低层增加风切变强度产生有组织的准线性结构。在对流层中层增强风切变导致类似超级单体对流系统的产生。在对流层上层或整个对流高度上增强风切变并不改变对流系统结构，但明显削弱对流强度。

      在所有风切变试验中增加 CCN浓度，发现气溶胶导致所有MCS的上升和下沉气流增强。较强的上升气流和较大的对流中心区域引起更大的垂直质量通量以及更强的降水强度，反映了促进对流发展的信号。8 km高度以下增强的上升气流主要归因于凝结加热增强。8 km高度以上，CCN增加引起垂直气压扰动梯度减小以及凝华增长过程减弱从而导致上升气流速度降低。累积降水和平均雨强增加，强降水发生频率增加。一般而言，我们发现污染条件下由于对流促进作用，深对流云发生频率升高，层状云/云砧范围扩大，而浅的暖云发生频率降低。