| 三维有云大气辐射变温率数值模拟研究——邻云辐射效应 |
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| 引用本文： | 章超,王震,杨军,孙继明,郜海阳,崔生成.三维有云大气辐射变温率数值模拟研究——邻云辐射效应[J].气象学报,2016,74(4):598-612. |
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| 作者姓名： | 章超 王震 杨军 孙继明 郜海阳 崔生成 |
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| 作者单位： | 中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044,中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044,中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044,中国科学院大气物理研究所, 北京, 100029,中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室, 南京信息工程大学大气物理学院, 南京, 210044,中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 合肥, 230031 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金青年科学基金项目（41305032、41304124）。 |
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| 摘 要： | 大气数值模式普遍采用一维辐射传输模型,无法表征有云大气中的三维辐射传输过程,从而影响数值模拟乃至数值天气预报的准确性。为评估这种不确定性,研究了水平云体间的三维辐射相互作用及其改变云体热力结构的规律,力求为改进数值模式辐射计算方案提供理论依据。选取I3RC PhaseⅡ的典型积云场和层积云场作为试验对象,将云场中心区域云体视为目标云体,周围云体为邻近云体,采用宽带三维辐射传输模式SHDOM模拟长波和短波辐射变温率的空间分布,定量阐明邻近云体对目标云体热力结构的影响。结果表明,邻云在长波区域对目标云体主要起辐射保温的作用,目标云体增温区域集中于邻云一侧的云体表面层,增温强度与云覆盖率和云间距离倒数成正比,最高可达3.08K/h,云体增温的厚度与目标云体液态水含量成反比;在短波区域,邻云同时起散射增温和遮蔽降温的作用,太阳垂直入射时,散射增温效应较弱,变温率空间差异小;当太阳天顶角增大后,遮蔽降温效应逐步起主导作用,造成目标云体被邻云遮挡一侧的表面层明显降温,峰值可达-1.72K/h,数值上甚至超过邻云长波增温效应。总之,邻近云体可以明显改变目标云体的变温率空间分布,引入三维邻云辐射效应对改进大气数值模式辐射计算方案具有重要意义。
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| 关 键 词： | 三维云场 辐射变温率 长波辐射保温 散射增温 遮蔽降温 |
| 收稿时间： | 3/3/2016 12:00:00 AM |
| 修稿时间： | 2016/4/16 0:00:00 |
A numerical study of radiative heating rate in the three-dimensional cloudy atmosphere: Adjacent-cloud-induced radiative effects |
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| ZHANG Chao,WANG Zhen,YANG Jun,SUN Jiming,GAO Haiyang and CUI Shengcheng.A numerical study of radiative heating rate in the three-dimensional cloudy atmosphere: Adjacent-cloud-induced radiative effects[J].Acta Meteorologica Sinica,2016,74(4):598-612. |
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| Authors: | ZHANG Chao WANG Zhen YANG Jun SUN Jiming GAO Haiyang and CUI Shengcheng |
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| Institution: | Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China,Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China,Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China,Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China,Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China and Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Three-dimensional cloudy atmosphere Radiative heating rate Longwave radiative warming Scattering-induced warming Shadowing-induced cooling |
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