不同云动力条件和气溶胶背景吸湿性催化剂催化模拟研究

Aerosol hygroscopic nuclei affect cloud and precipitation greatly, and hygroscopic seeding results depend on cloud dynamical conditions and air aerosol. Hygroscopic aerosol size and amount in other country maybe can't bring rain enhancement in severe air polluted China. In this research based on bulk water cloud model, considering nucleation of aerosol compositions of hygroscopic agents as long as background aerosol, aerosol-hygroscopic seeding agent-bulk water cloud-WRF model will be developed. This bulk water model will be evaluated and improved with comparison with bin models. Hygroscopic aerosol and hygroscopic seeding agent effects on cloud and precipitation will be researched. Hygroscopic seeding results will be tested under different cloud dynamical conditions, and then hygroscopic seeding techniques for our country are refined, which can support the field rain enhancement seeding operations.

气溶胶吸湿性核对云和降水过程有很大影响，吸湿性催化剂的研究结果与云动力条件和气溶胶有很大关系。我国大气污染严重，国外的人工增雨吸湿性催化剂有可能在我国并不能带来增雨效果。将在总体水云降水方案的基础上，考虑多组分吸湿性气溶胶的核化，在气溶胶背景上叠加吸湿性催化剂，形成气溶胶-吸湿性催化剂-云降水WRF模式。与分档模式进行对比，检验并改进总体水方案对气溶胶的模拟能力。研究我国气溶胶背景下吸湿性催化剂和吸湿性气溶胶对云降水的影响。研究我国不同气溶胶背景下不同云动力条件下吸湿性催化剂的催化响应和催化效果，并提出相应的吸湿性催化剂催化方法，为我国吸湿性人工增雨外场作业提供科学数据和指导。

气溶胶会影响云和降水的发展演变，同时云条件和动力条件会影响到气溶胶在云降水中的作用，进而影响到催化效果。我国是人影大国，每年花费大量人力和物力开展人工影响天气外场作业，同时随着污染的加剧，大气中的气溶胶浓度变化很大，会对人工催化的效果造成影响。项目组成员开展了不同云条件和动力背景下气溶胶对降水影响的模拟，研究了不同气溶胶导致的初始CCN浓度对云物理和降水过程的影响。降水量不仅受气溶胶背景影响，还受云底温度（季节）、降水类型，上升速度等因素的影响。利用WRF模式开展冰晶催化，发现气溶胶浓度增加，增雨分布范围有减小趋势。吸湿性催化发现,在弱对流和强对流的动力条件下，洁净大气的吸湿性催化都使得降水减小。污染大气背景下的催化，在较强的混合对流云中先雨量出现大幅增加，随后大幅减少的负效果，而弱暖对流云中催化后雨量持续大幅减少。一般大陆性云，吸湿性催化能小幅度增加弱和强对流云的降水。