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吸湿性催化对华东地区辐射雾影响的数值模拟研究

辐射雾,吸湿性催化,粒径分布,能见度

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.14 人工影响天气

为研究吸湿性催化对雾消散过程的影响，本研究对WRF模式谱分档微物理方案进行改进，并增加吸湿性催化模块。基于改进的模式，对2018年11月26日发生在华东地区的一次辐射性暖雾过程进行消雾数值试验，分别进行全谱、几何平均半径分别为1 μm、5 μm和10 μm的单峰谱催化试验，研究吸湿性催化剂粒径差异对消雾效果的影响及其关键物理机制。结果发现，在相同催化剂质量浓度条件下，催化剂粒径越大，消雾效果越显著。播撒几何平均半径为10 μm的催化剂，能在播撒后使能见度迅速从50 m以下提升至最高1500 m，消雾过程维持约30 min；而播撒几何平均半径为1 μm的催化剂，几乎对能见度无改善效果。对微物理过程发生率的分析发现，播撒大粒径催化剂的消雾机理是通过大粒子吸湿消耗环境水汽，降低过饱和度并促使自然雾滴快速蒸发；随后这些吸湿作用形成的较大溶液滴碰并收集小雾滴，并通过沉降过程将其从大气中移除，从而达到改善能见度的目的。