962 / 2026-03-26 21:34:00

基于气块模式的云滴数浓度对不同云滴判别阈值异常响应机制研究

气块模式；云滴数浓度；云滴判别阈值；水汽竞争；气溶胶间接效应

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.13 云物理、气溶胶-云相互作用与极端降水事件

云滴数浓度对上升气流速度（w）、气溶胶浓度（N_a）的响应机制是气溶胶-云相互作用研究的核心议题，而云滴判别标准的选择直接影响模拟结果的可靠性。寇拉临界半径基于气溶胶理化特性动态计算，可以反映粒子活化的真实阈值，但需实时耦合气块热力学状态，计算复杂度较高；而R_c=1μm固定阈值因操作简便被广泛应用于各类模拟与观测数据处理中。但通过模拟发现:不同判别标准下N_c对N_a、w 的响应存在显著差异。本文基于气块模式，系统研究不同云滴判别阈值下 N_c 对气溶胶浓度（N_a）、上升气流速度（w）及吸湿性（κ）的异常响应规律。结果表明：采用R_c=1μm作为阈值时低吸湿性气溶胶在高N_a区间出现N_c随N_a升高而减少的反Twomey效应；高吸湿性气溶胶在高w区间出现N_c随w升高而减少的异常趋势。其物理机制解释为高N_a引发水汽竞争而导致过饱和度骤降，活化粒子难以增长至1μm；高w下高吸湿性气溶胶近乎完全活化，水汽优先满足活化需求而影响凝结增长。此外本文还探讨了云滴判定阈值选择对于气溶胶间接效应的影响，揭示固定阈值在极端条件下的局限性，进一步明确1μm阈值的适用边界，为气溶胶间接效应精准评估提供科学依据。