导读:本文包含了夹卷参数化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:云,云微物理量,云与干空气,夹卷混合
夹卷参数化论文文献综述
罗仕,陆春松,刘延刚,卞建春,杨素英[1]（2018）在《青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化》一文中研究指出云覆盖了地球60%-70%的面积,云量、云高及云中微物理量的变化都可能导致地气系统中净辐射强迫、全球能量平衡和气候发生显着的变化。此外,在地气系统中云是水循环的重要环节,其能够将大气中的水汽快速地变为液态/固态水,另外,云中释放的潜热是大气中各种尺度天气现象和大气运动的重要能量来源,所以,在整个地气系统中,云具有举足轻重的作用。然而,在与云相关的过程中,云与干空气之间的夹卷混合过程不仅会导致云中微物理量(云内含水量、云滴数浓度、云滴粒径)和云滴谱的变化,影响云中降水过程的形成,而且还会影响云-气候之间的相互反馈以及气溶胶间接效应的评估。但目前对该过程的理论认识还不够充分,因而在现有的数值模式中对该过程的表述往往是进行简单的假设,这种简单粗糙的处理方式制约着模式中云和降水的模拟效果。本文采用一个考虑云与干空气之间相互作用的显式混合气泡模式(EMPM),该模式能够模拟小至柯尔莫戈洛夫尺度(1mm)的湍流作用,并呈现云内空气和干空气之间相互混合过程中每个云滴粒径的变化。在EMPM中,结构为20m(长)×1mm(宽)×1mm(高)的水平一维气块从云底开始绝热抬升,云滴经历凝结增长过程并随机分布在该气块中,当气块到达夹卷混合高度时,气块不再抬升,干空气和气块之间开始等压混合,卷入气块中的干空气与气块之间随机等比例替换,在湍流的作用下干空气块破碎成不同尺度的不饱和气块并随机分布在云内,云滴根据其周围水汽过饱和度的变化发生不同程度的蒸发/凝结。当湍流形变使干空气块达到次网格尺度时,干空气与云滴间分子扩散起主要作用。此外在该模式中输入青藏高原第叁次大气科学试验(TEPIX-III)那曲地区夏季7、8月份的激光云高仪数据、气象要素以及气溶胶探空数据作为模式的初始值,进行了约23000次敏感性试验,模拟青藏高原的地区云与干空气之间的夹卷混合过程,用于研究云内夹卷混合过程均匀程度随混合时间和垂直高度的演变,探究干空气相对湿度、湍流耗散率、卷入云内干空气比例及云内云滴数浓度对该过程的影响,同时对未消散的12000次试验中云内微物理的变化进行参数化,结果表明:该地区云中夹卷混合过程的均匀程度整体较高,但从低层到高层逐渐增大,对应的夹卷混合机制从非均匀混合机制向均匀混合机制演变,因低层云滴经历的凝结增长时间较短,尺度小于高层云滴,故在混合蒸发过程中低层云滴更容易发生完全蒸发,夹卷混合机制越趋向非均匀。其次,在夹卷混合过程中,均匀混合百分比随时混合时间的演变大致呈现出叁种趋势,分别为无峰型,均匀混合程度逐渐减小,云内云滴以部分蒸发为主,随着混合的进行,云滴完全蒸发的比例逐渐增加,对应均匀夹卷混合机制向非均匀转变;单峰型,均匀混合程度先减小后增加,云中云滴先以部分蒸发为主,随着混合过程的进行,云滴完全蒸发的数量逐渐增加,但整体表现为小云滴数量增加并累积(第一阶段),随着过程的继续进行,小云滴出现完全蒸发大量减少(第二阶段),干空气块仍未达到饱,云滴部分蒸发比重逐渐增加小云滴再次出现累积(第叁阶段),但因干空气相对湿度的增加,其累积的幅度小于第一阶段。当干空气达到饱和,均匀混合程度不再变化,对应夹卷混合机制从均匀混合向非均匀混合变化再向均匀混合演变;多峰型,均匀混合程度先减小后增加交替变化,干空气块经历第叁阶段后仍未达到饱和,累积的小云滴大量完全蒸发,均匀混合程度再次减小,随着混合过程的进行,再次出现小云滴的累积,均匀混合程度增加,但这种交替变化的幅度逐渐减小,对应的夹卷混合机制在非均匀和均匀之间交替演变。另外,当卷入干空气的相对湿度较大时,均匀混合程度的演变通常呈现为无峰型,随着干空气的相对湿度的逐渐的减小,需要云滴蒸发的总量增加,均匀混合程度逐渐呈现出单峰型和多峰型;当云中湍流耗散率较大时,大多数云滴处于近乎相同的不饱和环境,云滴以部分蒸发为主,均匀混合程度逐渐减小表现为无峰型。随着湍流耗散率的减小,湍流作用减弱,与干空气相接触的云滴会出现完全蒸发,云滴数浓度短时间内大幅度减小,非均匀混合程度增加,干空气相对湿度也大幅增加,随着混合过程的继续,云滴部分蒸发占主导,小云滴累积,均匀混合程度增加,在接下来的过程中小云滴大量减少,均匀混合程度减小,若干空气未达到饱和,均匀混合程度的变化趋势将出现交替变化;当卷入云内干空气比例较小时,均匀混合程度的变化趋势呈现出叁种峰型,随着混合比例的增加,需要云滴蒸发的总量增加,多峰型和单峰型逐渐消失,但无峰型的变化趋势几乎不变;当云内云滴数浓度较大时,形成的云滴尺度较小,更容易发生非均匀混合,因而均匀混合程度的值更小,但其变化的趋势基本不变。此外,利用未消散个例建立的云中夹卷混合过程的参数化方案可以应用到天气预报模式中作进一步研究。(本文来源于《第35届中国气象学会年会 S16 人工影响天气理论与应用技术研讨》期刊2018-10-24）
陆春松,郭小浩,赵天良,李跃清,刘延刚[2]（2017）在《气候模式中积云夹卷率参数化方案的建立》一文中研究指出1.引言云覆盖了地球约2/3的面积,在地气系统的辐射收支中起着重要作用~([1]):一方面,云反射太阳短波辐射,对地气系统起到降温作用;另一方面,云亦能吸收地表和云下大气发射的长波辐射,并且以云顶较低的温度向外发射长波辐射,对地气系统起到保温作用~([2,3])。全球气候模式中云与气候变化之间的反馈存在很大的不确定性~([4-7]),积云是导致该不确定性的一个重要原因~([8])。为了减小该不确定性,必须改进模式中积云的参数化方案。积云参数化方案(本文来源于《第34届中国气象学会年会 S25 谢义炳先生诞辰100周年纪念暨学术研讨会论文集》期刊2017-09-27）
郭小浩[3]（2017）在《基于飞机观测和数值模拟的积云夹卷及其参数化和云系相互作用研究》一文中研究指出本文主要开展了积云夹卷率的计算、夹卷率参数化和云降水数值模拟研究。第一,使用 TOGA-COARE(Tropical Ocean Global Atmosphere Coupled Ocean Atmosphere Response Experiment)项目中的飞机观测资料计算了降水性积云中的夹卷率,分析了夹卷率的概率密度函数、云内特征和夹卷率之间的关系、夹卷率对不同夹卷空气来源的响应以及夹卷对云滴谱离散度的影响机制;第二,使用WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)模拟了 2010年7月8日至9日四川盆地的一次西南涡降水天气过程,基于西南涡积云中的夹卷率特征分析,建立了西南涡积云的夹卷率参数化方案;第叁,通过WRF模拟了 2010年7月1日发生在东北地区的一次大范围强降水天气过程,讨论了混合云系中层状云与积云之间的夹卷影响。主要研究结论如下:积云中夹卷率的概率密度函数可以用对数正态分布、伽马分布、威布尔分布函数较好地拟合,对应的r2均大于0.80。夹卷率的增大促进了云滴的稀释和蒸发冷却,导致云滴数浓度和含水量减小,降低云内温度和水汽含量,并对云降水造成抑制。云滴的体积平均半径和夹卷率之间的负相关表明均匀夹卷混合机制占主导。此外,当假设夹卷空气距云边界的距离逐渐变远时,夹卷空气的水汽含量和所得夹卷率值呈减小趋势,但是相邻云之间过近的距离会导致上述变化趋势呈现非单调现象。观测发现离散度和夹卷率之间呈负相关,这与夹卷使云滴谱增宽的传统结论不一致。为了分析夹卷对离散度的抑制效应,云滴谱被分成叁个部分,其半径范围分别为:0-3.75 μm(N1)、3.75-12.75 μm(N2)和 12.75-23.25 μm(N3),其中N1、N2和N3分别为这叁个尺度范围内的云滴数浓度。研究发现夹卷使云滴谱内不同尺度云滴的数浓度都减少了。另一方面,云滴谱的标准差主要随N3而变化;云滴谱的平均半径随N3的减少而变小,但随N1的减少而增大,所以夹卷对云滴谱的影响使得标准差显着减小,但平均半径的变化相对较小,进而导致了离散度和夹卷率之间的负相关关系。本文提出了云滴谱在夹卷混合过程中的演变概念图,并在其中展示了云滴谱在离散度和夹卷率呈正相关或负相关时的不同演变特征。从WRF模拟的云内垂直特征看,西南涡积云内的含水量、垂直风速和浮力都在云底之上随高度递增而在云顶附近随高度递减,云内的湿静力能则主要随高度递减。夹卷率在云底以上随高度递减,在云顶附近随高度递增,但是云顶高度越高则夹卷率在云顶附近的递增趋势越不明显。另外,夹卷率和云内的云水含量、雨水含量都呈负相关,说明夹卷抑制了云降水的发展,这和观测结果类似。当假设夹卷空气来自云边界附近时,所得的夹卷率值大于假设夹卷空气远离云边界附近时的所得值,但夹卷率的其他特征与假设夹卷空气远离云边界附近时类似。从演变特征看夹卷率整体上随时间减小,这和该段时间内积云整体发展增高有关。WRF模拟的西南涡积云中的垂直风速、浮力和夹卷率之间的负相关关系可以被用来对夹卷率进行拟合。当采用联合概率密度函数对夹卷率进行拟合时,概率密度越大则对数线性函数的斜率也越大。在云系的发展过程中夹卷率随垂直风速以及浮力的变化率逐渐减小,这和该过程中垂直风速和浮力的增大以及夹卷率的减小有关。根据云顶高度对云进行分档,将使用垂直风速和浮力得到的拟合函数分别与两个传统参数化公式进行比较,发现本文拟合所得到的夹卷率值位于两个传统方案的拟合值之间。另外,主成分回归法可以将垂直风速和浮力联系起来同时对夹卷率进行拟合,其拟合效果和只使用垂直风速时的拟合效果大致相当。但是主成分回归考虑了更多的动力因子与夹卷率之间的相互作用,所以同时使用垂直风速和浮力对夹卷率进行拟合的经验函数更适合被应用到西南涡积云的夹卷率参数化中。另外,相对于相同模拟区域内的孤立积云,混合云系中积云的夹卷空气较湿,其发展特征相对孤立积云体现在:从发展趋势看生命周期更长,强度维持更久;从发展机制来看低层水汽辐合更强,较大的不稳定能量更多集中在低层;从降水机制看混合云系内积云的液水含量更大,而在液水含量相当的嵌入对流中更大的固态水含量会带来更强的降水强度。所以来自层状云的夹卷过程可能对积云的发展存在促进作用。而相对于相同模拟区域内的普通层状云,混合云系中层状云特征体现在:从发展趋势看垂直尺度随时间逐渐扩大,含水量和降水强度也呈递增趋势;从降水机制看云内固态和液态含水量均随时间显着增大,而普通层状云内的上述变化均不明显。所以就本次模拟而言,嵌入对流混合云系中层状云和积云的发展是相辅相成的。(本文来源于《南京信息工程大学》期刊2017-06-01）
陆春松,刘延刚,牛生杰[4]（2014）在《淡积云中夹卷混合机制的参数化及二次混合的影响》一文中研究指出夹卷混合过程影响着低云中降水的形成、气溶胶间接效应的评估、低云和气候之间的反馈以及雷达遥感云水含量的准确度.淡积云中夹卷混合过程的参数化对改进大尺度模式中云的参数化方案是至关重要的,但目前仍处于起步阶段.本文利用淡积云的飞机观测结果,对夹卷混合过程的参数化进行探索,并利用显式混合气泡模式(EMPM)进行数值模拟研究.2009年1月22日至6月30日,美国大气辐射观测项目组在美国南部大(本文来源于《科学通报》期刊2014年10期）
林恒,孙鉴泞,卢伟[5]（2010）在《有切变对流边界层夹卷厚度参数化的大涡模拟研究》一文中研究指出运用大涡模拟研究有切变对流边界层顶部夹卷过程,并着重探讨了夹卷层厚度的参数化问题.结果表明,切变湍流对夹卷过程确有贡献,其作用应该被考虑在夹卷层厚度的参数化方案中.基于对现有两种参数化方案的验证与分析,本文提出了改进方案,新方案可以描述正压和斜压条件下的夹卷层厚度特征,而这两种条件下夹卷过程的不同特性可以通过在参数化方案中取不同的常数得到体现.(本文来源于《南京大学学报(自然科学版)》期刊2010年06期）
吴徐平,袁仁民,罗涛,卢超,孙鉴泞[6]（2008）在《夹卷层厚度参数化的物理模拟研究》一文中研究指出对于归一化夹卷层厚度?hzi,已有的参数化方案是建立?hzi与理查森Ri之间的指数对应关系。对于理查森Ri的具体形式和Ri所满足的幂次律,不同的研究给出的结果有很大的差异。本文利用对流水槽实验模拟了大气对流边界层的发展过程,获得光斑和温度廓线数据,分析夹卷层的时空演变特征。对常用的两种参数化?hzi方案,即Ri*方案和RiE方案,利用对流水槽实验数据进行了重新拟合.对比分析表明,Ri*方案拟合的对于?hzi为0.2-0.5时基本符合,而对于太小的?hzi(<0.1)和太大的?hzi(>0.5)则没有很好的指数关系;RiE方案相对于Ri*方案,拟合的结果有一定的改善,对于比较大的?hzi(>0.5)的情况,拟合的结果也很好,但对于小?hzi(<0.1),数据发散得比较严重。这反应出夹卷过程的复杂性,夹卷过程的物理属性有待进一步的研究,以获得更好的参数化公式。(本文来源于《中国气象学会2008年年会第二届研究生年会分会场论文集》期刊2008-11-01）
罗涛[7]（2008）在《边界层夹卷参数化及光学湍流特性的室内模拟研究》一文中研究指出本文利用室内水槽模拟均匀下垫面大气对流边界层。利用模拟的结果,通过分析夹卷层的结构特征,结合实测数据,研究了均匀下垫面对流边界层的夹卷参数化和光学湍流特性。夹卷过程是夹卷层最为重要的物理过程,其对边界层的发展及边界层中的各种大气现象等都存在着非常重要的影响,是对流层与自由大气之间物质和能量交换的重要机制。对于夹卷过程,通常使用夹卷参数化进行描述,包括夹卷通量参数化,夹卷率参数化和夹卷层厚度参数化。但是现有的夹卷率和夹卷层厚度参数化方案存在很多不足,不能很好的解释模拟和实测数据。本文利用水槽模拟和野外观测数据,对夹卷参数化进行了研究,得到了新的物理意义完善的理查森数方案,基于该理查森数方案的夹卷率和夹卷层厚度参数化,可以很好的解释现有数据。本文得到的主要结果如下:(1)利用水槽模拟数据,对夹卷通量参数比进行了统计研究;对水槽模拟边界层的发生发展进行了分析,结果表明与实际大气的情况较为接近;对比研究了水槽模拟和数值模拟的边界层发展,两者的一致性很好,验证了水槽模拟的可靠性;(2)通过分析夹卷层的结构,引入了简化的夹卷层模型和新的夹卷层温度跃迁特征量,并得到了新的理查森数方案和夹卷率参数化方案。新的理查森数方案包含了逆温层梯度和自由大气稳定度的影响,物理意义更完善。新的夹卷率参数化方案避免了已有方案的缺点,与水槽模拟结果的一致性很好;(3)分析了现有夹卷层厚度参数化方案的不足,利用简化的夹卷层模型和新的理查森数方案,提出了新的夹卷层厚度参数化方案。该方案与水槽模拟和实测数据的一致性很好。对比研究现有参数化方案的参数化结果表明,在实际大气的复杂情况下,本文提出的新方案适用性最好。现有的边界层温度结构研究中,由于观测不易,对边界层中高层尤其是夹卷层了解较少,已有结果也缺乏翔实有效的实验验证。本文使用水槽成功的对光学湍流进行了模拟,利用实验得到的光斑图样对光学湍流特性进行了研究,对已有研究结果进行了验证,并通过分析大尺度结构的影响,对夹卷层温度结构特征进行了研究。类似研究尚未见报道,得到结果如下:(1)利用光斑数据对边界层各向同性湍流特征进行了研究,加深了对边界层尤其是夹卷层的湍流特征的了解。研究表明,混合层在水平方向较为接近各向同性,而在垂直方向较为偏离;夹卷层偏离于各向同性湍流,湍流特性与对流状况密切相关;(2)使用光斑数据,对现有的温度结构常数行为的研究结果进行了验证。结果表明,混合层标度律方案具有可靠性,而夹卷层方案并不能很好的解释夹卷层温度结构常数的行为。本文提出了一种新的夹卷层温度结构常数相似律公式,得到了模拟和实测数据的支持;(3)在前述研究的基础上,进一步分析了夹卷层结构和大尺度结构的活动。使用小波变换方法对对数光强进行了多尺度分解,研究了不同水平尺度结构的活动特征,从而对光斑进行了大尺度结构分解。利用光斑大尺度结构分解,通过将温度结构常数分解为大尺度结构贡献部分和各向同性小尺度结构贡献部分,并对这两者的贡献分别进行相似律归一化,成功的解释了夹卷层温度结构常数的行为,同时提出了一种可以解释夹卷层温度结构常数廓线行为的相似律方案。(4)根据温度结构常数的混合层标度律,提出了一种适合于室内水槽模拟的光闪烁测量方法,该方法相比常用的热通量方法,具有实时性和可靠性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2008-04-01）
徐强君,孙鉴泞,刘罡,刘红年[8]（2008）在《夹卷层厚度定义对其参数化的影响》一文中研究指出关于边界层顶部夹卷层厚度的参数化,通常采用的方案是建立无量纲夹卷层厚度与对流理查森数之间的指数对应关系.以往的研究结果显示,幂指数存在很大的不确定性,至今尚无定论.基于对流边界层的垂直结构模型(即一阶模型),本文分析了"热泡理论"和"能量平衡理论"在物理模型上的差异,及其对夹卷层厚度参数化方案的影响,并用大涡模拟数据进行了验证.结果表明,"热泡理论"对应的夹卷层厚度与"能量平衡理论"对应的夹卷层厚度不同;前者的夹卷层厚度应该满足对流理查森数的-1次律,而后者的夹卷层厚度应该满足对流理查森数的-1/2次律.(本文来源于《南京大学学报(自然科学版)》期刊2008年02期）
林恒,孙鉴泞,袁仁民[9]（2008）在《对流边界层顶部夹卷层厚度特征及其参数化分析》一文中研究指出运用大涡模拟结果分析并讨论了对流边界层顶部夹卷层厚度特征及其参数化.常见的参数化方案是建立归一化夹卷层厚度与对流理查森数(Ri*)之间的指数对应关系,但不同研究结果得到的幂指数有很大差异.分析表明:"Ri*方案"本身是造成这种不确定性的原因;另一种理查森数(RiN),即浮力理查森数,可以较好地表征夹卷层厚度.大涡模拟结果表明:"RiN方案"能够有效地减小夹卷层厚度参数化的不确定性.为消除湍流随机性对参数化的影响,我们对大涡模拟结果进行了时间平均处理,并用所得数据讨论了夹卷层厚度与浮力理查森数之间的关系.结果表明:两者之间有很好的指数对应关系,平均幂指数为-2/5;计算结果同时显示,幂指数仍然存在一定的变化范围(-1/3~-1/2).夹卷层厚度的这种特性反映出夹卷过程的复杂性,即兼有热泡和界面振荡的特征.(本文来源于《中国科学技术大学学报》期刊2008年01期）
罗涛,袁仁民,孙鉴泞[10]（2006）在《对流边界层夹卷通量参数化的室内模拟研究》一文中研究指出大气对流边界层室内模拟是大气边界层研究的一种常用手段。利用室内对流水槽(150cm×150cm×60cm)模拟了大气对流边界层,以实验获取的平均温度廓线数据和光斑图像为基础对夹卷通量进行了参数化研究。通过分析由光斑图像得到的折射率结构常数廓线获取边界层的结构,然后通过平均温度廓线计算下垫面和混合层顶的热通量。从而计算夹卷通量参数化结果,并以此对理想模型下的边界层发展进行了计算,其结果与水槽模拟的情况较一致。(本文来源于《大气与环境光学学报》期刊2006年06期）
夹卷参数化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
1.引言云覆盖了地球约2/3的面积,在地气系统的辐射收支中起着重要作用~([1]):一方面,云反射太阳短波辐射,对地气系统起到降温作用;另一方面,云亦能吸收地表和云下大气发射的长波辐射,并且以云顶较低的温度向外发射长波辐射,对地气系统起到保温作用~([2,3])。全球气候模式中云与气候变化之间的反馈存在很大的不确定性~([4-7]),积云是导致该不确定性的一个重要原因~([8])。为了减小该不确定性,必须改进模式中积云的参数化方案。积云参数化方案
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
夹卷参数化论文参考文献
[1].罗仕,陆春松,刘延刚,卞建春,杨素英.青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化[C].第35届中国气象学会年会S16人工影响天气理论与应用技术研讨.2018
[2].陆春松,郭小浩,赵天良,李跃清,刘延刚.气候模式中积云夹卷率参数化方案的建立[C].第34届中国气象学会年会S25谢义炳先生诞辰100周年纪念暨学术研讨会论文集.2017
[3].郭小浩.基于飞机观测和数值模拟的积云夹卷及其参数化和云系相互作用研究[D].南京信息工程大学.2017
[4].陆春松,刘延刚,牛生杰.淡积云中夹卷混合机制的参数化及二次混合的影响[J].科学通报.2014
[5].林恒,孙鉴泞,卢伟.有切变对流边界层夹卷厚度参数化的大涡模拟研究[J].南京大学学报(自然科学版).2010
[6].吴徐平,袁仁民,罗涛,卢超,孙鉴泞.夹卷层厚度参数化的物理模拟研究[C].中国气象学会2008年年会第二届研究生年会分会场论文集.2008
[7].罗涛.边界层夹卷参数化及光学湍流特性的室内模拟研究[D].中国科学技术大学.2008
[8].徐强君,孙鉴泞,刘罡,刘红年.夹卷层厚度定义对其参数化的影响[J].南京大学学报(自然科学版).2008
[9].林恒,孙鉴泞,袁仁民.对流边界层顶部夹卷层厚度特征及其参数化分析[J].中国科学技术大学学报.2008
[10].罗涛,袁仁民,孙鉴泞.对流边界层夹卷通量参数化的室内模拟研究[J].大气与环境光学学报.2006