一、NUMERICA STUDY OF THUNDERSTORM ELECTRIFICATION WITH A THREE-DIMENSIONAL DYNAMICS AND ELECTRIFICATION COUPLED MODEL—MODEL DESCRIPTION AND PARAMETERIZATION OF ELECTRICAL PROCESSES（论文文献综述）
廉纯皓,郭凤霞,曾凡辉,甘明骏,黎奇,刘泽,张晓黄,蔡彬彬,张坤[1]（2020）在《雷暴云中起电活动对动力和微物理过程的影响》文中研究说明本文通过改变三维强风暴动力—电耦合数值模式中电场参量的引入条件,将电场带入积云运动方程及水凝物下落末速中,模拟比较了有无电场影响下模拟云的主要差异。在考虑电场的作用下,由于初期电活动并不剧烈,降水强度与云内风速变化较小;随着云中起电活动的增强,考虑电场影响的模拟云内上升、下沉风速均有所增加,对应时段的降水强度有明显起伏,但累计液态与固态降水量增加微弱;同时,闪电数目增多,闪电发生得更早,持续的时间更长,电场的影响是不可忽视的。模拟发现:雷暴成熟时期,由于电场力的作用,雹粒子瞬时落速变化的极值均超过10 m s-1,霰粒子瞬时落速变化极值也超过了7 m s-1。但强电场的区域较小,粒子下落时经过强电场区域的时间较短,所以落速极值变化不大,相比之下电场力对半径较小粒子的下落末速的瞬时改变更显着。电场通过对粒子下落速度的影响,改变了水凝物粒子主要源项的生成率,增加雨滴、冰晶粒子的生成率,减小霰、雹粒子的生成率,调整了三相水凝物粒子的时空分布,使云中水汽总量增加9%,释放潜热增加7%,为云体的进一步发展提供了内能。
Tijian WANG,Taichang GAO,Hongsheng ZHANG,Maofa GE,Hengchi LEI,Peichang ZHANG,Peng ZHANG,Chunsong LU,Chao LIU,Hua ZHANG,Qiang ZHANG,Hong LIAO,Haidong KAN,Zhaozhong FENG,Yijun ZHANG,Xiushu QIE,Xuhui CAI,Mengmeng LI,Lei LIU,Shengrui TONG[2]（2019）在《Review of Chinese atmospheric science research over the past 70 years: Atmospheric physics and atmospheric environment》文中指出Since the founding of the People’s Republic of China 70 years ago,the subject of atmospheric physics and atmospheric environment has developed rapidly in China,providing important support for the development of atmospheric science and guarantee for the development of national economy.In this paper,the general advancement of atmospheric physics and atmospheric environment in last 70 years was described.The main research progress of atmospheric physics and atmospheric environment in the past 40 years of reform and opening-up was reviewed,the outstanding research achievements since the 21 st century were summarized,the major problems and challenges are pointed out,and the key directions and suggestions for future development are put forward.
李江林,余晔,李万莉,李亚珺[3]（2019）在《不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究》文中进行了进一步梳理本研究利用加入起电、放电参数化方案的数值模式（Weather Research and Forecasting Model（Version 3.7.1）,WRF3.7.1ELEC）,通过设计五组不同非感应起电及感应起电参数化方案敏感性试验,对发生在青藏高原东北部青海大通地区的一次雷暴过程进行模拟研究,对比分析了不同非感应起电机制及感应起电机制对雷暴云电荷结构的影响.结果表明:在雷暴云发展旺盛阶段,Saunders（S91）、Riming Rate（RR）、和Saunders和Peck（SP98）三种非感应起电方案模拟的雷暴云最低层均为负电荷区,而混合方案（Brooks and SP98,BSP）模拟的雷暴云最低层为正电荷区,主电荷区自下而上为"+-+-"排列的四层电荷结构.与甚高频辐射源定位法推算的结果对比,BSP方案模拟的本次高原雷暴云电荷结构更接近实际情况;几种不同非感应起电方案模拟的主电荷区外围与主电荷区电荷结构不同,说明在雷暴发展的不同阶段雷暴云的电荷结构是不同的;几种非感应起电方案模拟的电荷结构不尽相同,主要是由于霰、冰和雪粒子在不同高度所带电荷的极性及电量的大小不同,霰粒子的电荷密度对低层的影响较大,冰粒子和雪粒子的电荷密度对中上层的影响较大;加入感应起电机制后,雷暴云电荷结构分布几乎没有变化,但能使雷暴云发展旺盛阶段低层和中层的正负电荷区电荷密度有所加强.
曾凡辉,郭凤霞,廉纯皓,甘明骏,黎奇,刘泽[4]（2019）在《中国内陆高原雷暴云底部正电荷区的形成机制》文中研究指明为了进一步了解中国内陆高原雷暴的特殊性,基于以往高原雷暴存在范围深厚的底部正电荷区的观测及模拟事实,利用三维完全可压缩非静力（WRF）模式对2017年6月20日一次内陆高原雷暴过程进行模拟,分析高原雷暴成熟阶段的底部正电荷结构特征;并从微物理和动力角度对其形成机制进行讨论。模拟结果表明,内陆高原地区雷暴云成熟阶段主要呈倾斜的三级性电荷结构;其中底部正电荷区的范围和电荷密度均较大。底部正电荷区主要是由霰和冰雹等固态大粒子与冰晶、雪晶等固态小粒子非感应碰撞起电携带的正电荷以及霰粒子与云滴之间的感应碰撞起电携带正电荷组成;此外霰粒子与雹粒子降落过程中融化成携带正电荷的雨滴也对深厚的底部正电荷区存在一定的作用。
郭凤霞,王曼霏,黄兆楚,李扬,穆奕君,廉纯皓,曾凡辉[5]（2018）在《青藏高原雷暴电荷结构特征及成因的数值模拟研究》文中指出利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,通过对青藏高原地区2003年8月13日一次雷暴过程进行模拟,分析了高原雷暴的电荷结构特征并从微物理角度讨论了其主要形成原因。结果表明,高原雷暴以三极性结构为主,在消散阶段电荷结构转变为偶极性,结构整体电荷密度较小,主正电荷区与主负电荷区深厚,下部次正电荷区范围较大,持续时间较长。其中三极性结构主要是由于云内冰相粒子通过非感应起电机制作用形成;后期偶极性构是由霰粒子下落固态降水的增强导致。云内暖云区厚度较小,混合相区域内有效液态水含量较高,对流层顶较低,导致冰晶、雪所在的高度更低,与霰、雹这样的大粒子重合的区域更大,形成了下部范围较大持续时间较长的正电荷区。
郭凤霞,李雅雯,鲍敏,刘祖培,黄兆楚,王曼菲[6]（2017）在《雷暴单体的对流强度对电荷结构的影响》文中进行了进一步梳理利用三维雷暴云动力—电耦合数值模式,通过改变中心扰动位温,设置敏感性试验组,分析探讨雷暴单体对流强度对电荷结构的影响。结果表明:雷暴单体对流强度随着扰动位温的增加而增加。对流强度不同,其空间电荷结构也明显不同,但始终存在底部次正电荷区。当对流较弱时,雷暴电荷结构简单,只有主负电荷区和次正电荷区,无主正电荷区。在中等强度的对流雷暴中,雷暴内基本呈正常三极性电荷结构,且主负电荷区有上、下两个明显的电荷中心,上部中心的电荷密度更大。在强雷暴单体中,除了正常的三极性结构以外,次正电荷区以下出现了小范围弱的负电荷区,云顶出现了负屏蔽层,从下到上呈现出正负交替的五层,是电荷结构最复杂的阶段。这主要是由于云上部的正电荷区持续时间较长,电荷密度较大,增强了对周围大气中自由离子的吸引,自由离子被吸引到云边界附着到粒子上,在云顶形成了负屏蔽电荷层。同时,由于对流强,霰粒子可以得到更快的增长,固态降水增强,下沉气流中的霰通过与云滴的感应碰撞形成了云底部短时的弱负电荷区。
赵鹏国,银燕,周筠珺,肖辉,康汉青,邓美玲[7]（2017）在《基于WRF模式对华北一次飑线过程中雷电活动的间接和直接模拟研究》文中研究指明将非感应起电机制和放电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison双参数微物理方案中,并在模式中引入了闪电潜势指数LPI,在此基础上模拟了2009年6月16日华北一次飑线过程,讨论模式对闪电活动再现能力。模拟结果显示,模式能够较好地再现雷达回波和降水分布特征,说明模式对此次飑线过程的宏观和微观特征具有一定的模拟能力。利用计算闪电潜势指数LPI的间接模拟,能够指示出大致的闪电分布特征,但闪电潜势指数LPI分布范围明显大于实际闪电落区;而通过耦合电过程的WRF模式直接输出闪电密度的直接模拟,模拟结果与实际闪电密度分布的对应关系较好,但由于模式中输出的闪电密度为总闪电密度,与观测地闪密度资料相比,模拟的闪电密度偏大。
谭涌波,向春燕,马肖,夏艳羚,张鑫[8]（2017）在《冰晶核化对雷暴云闪电行为影响的数值模拟研究》文中研究指明为了探讨冰晶核化对雷暴云闪电行为的影响,通过已有的三维对流云起、放电模式探讨对比了3种冰晶核化方案,分别为原模式中的经验公式YS方案及与气溶胶相关的DE方案和LP方案。研究表明冰晶核化方案对雷暴云内冰晶微物理发展特征、起电及放电过程均有一定影响。模拟结果显示:（1）考虑了气溶胶的两种新参数化方案中冰晶粒子在高温区（高于-13.8℃）出现,在雷暴云发展过程中DE方案和LP方案冰晶的垂直分布均大于YS方案。（2）DE方案和LP方案中高温区出现的冰晶所带电荷极性有明显的反转现象,导致雷暴云电荷结构产生差异;雷暴云发展旺盛时刻DE方案和LP方案出现三级性电荷结构,而YS方案在整个雷暴云过程都是偶极性,并且DE方案和LP方案中电荷空间分布区域更加广泛。（3）不同核化方案下雷暴云放电特征存在差异,YS方案在偶极性电荷结构背景下没有负地闪产生,而DE方案和LP方案中次正电荷区的存在促进了负地闪的发生,并且负先导出现在较低的高度范围内;DE方案和LP方案中电荷量级较大,因此云闪发生频次以及正、负先导传播次数增加明显。
GUO Feng Xia,LU Gan Yi,WU Xin,WANG Hao Liang,LIU Zu Pei,BAO Min,LI Ya Wen[9]（2016）在《Occurrence conditions of positive cloud-to-ground flashes in severe thunderstorms》文中研究说明The purpose of this study was to understand the reasons why frequent positive cloud-to-ground（+CG） flashes occur in severe thunderstorms. A three-dimensional dynamics-electrification coupled model was used to simulate a severe thunderstorm to permit analysis of the conditions that might easily cause +CG flashes. The results showed that strong updrafts play an important role in the occurrence of intracloud flashes. However, frequent +CG flashes require not only strong updrafts but also strong downdrafts in the lower cloud region, conditions that correspond to the later phase of the mature stage and the period of the heaviest solid precipitation of a thunderstorm. During this stage, strong updrafts elevated each charge area in the updraft region to a higher level, which resulted in an inverted tripole charge structure. A wide mid-level region of strong positive charge caused largely by positively charged graupel, presented in the middle of the updraft region because of a non-inductive ice-ice collisional charging mechanism. The charge structure in the downdraft region was consistently more complex and revealed several vertically stacked charge regions, alternating in polarity. Much of the graupel/hail outside the updrafts was lowered to cloud-base by strong downdrafts. In this area, the graupel/hail was charged negatively because of the transportation of negatively charged graupel/hail from higher regions of negative charge in the updrafts, and via the inductive charging mechanism of collisions between graupel/hail and cloud droplets at the bottom of the cloud. Consequently, a large region of negative charge formed near the ground. This meant that +CG flashes were initiated more easily in the lower inverted dipole, i.e., the middle region of positive charge and lower region of negative charge. Frequent +CG flashes began almost synchronously with dramatic increases in the storm updrafts, hail volume, and total flash rate. Therefore, the occurrence of +CG flashes appears a good indicator of storm intensification and it could have some use as a predictor of severe weather in the form of hail.
李泽宇,孙继明,牛生杰[10]（2016）在《沙尘冰核对积云起电过程影响的初步数值模拟试验》文中指出非感应起电是指云中冰相粒子间通过相互碰撞而发生的电荷转移现象,尤其以冰晶与霰粒子的碰撞过程为主,被证实是云中电荷产生的主要方式之一。沙尘作为大气冰核的重要组成成分,为了研究沙尘冰核对云中非感应起电过程的影响,本文将两种不同的非感应起电参数化方案（Takahashi方案,以下简称TAK方案;Saunders and Peck 1998方案,以下简称SP98方案）耦合至一维半云和气溶胶分档云模式中。该模式能够显性地追踪每个水成物粒子中云凝结核和冰核的质量大小,模拟每个冰核的核化过程,以及每个冰粒子的碰撞过程,从而确定霰粒子的数浓度和每个冰相粒子的电荷密度。对不同初始沙尘浓度的非感应起电过程进行了敏感性试验,模式模拟结果表明:随着沙尘粒子数浓度的增多,云中冰晶粒子与霰粒子的数浓度都分别增加,初始起电现象发生的时间提前,空间电荷密度大小增加;SP98方案和TAK方案都能模拟出1981年7月19日的一次积云观测个例的偶极型垂直分布,但SP98方案更接近实况。
二、NUMERICA STUDY OF THUNDERSTORM ELECTRIFICATION WITH A THREE-DIMENSIONAL DYNAMICS AND ELECTRIFICATION COUPLED MODEL—MODEL DESCRIPTION AND PARAMETERIZATION OF ELECTRICAL PROCESSES（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、NUMERICA STUDY OF THUNDERSTORM ELECTRIFICATION WITH A THREE-DIMENSIONAL DYNAMICS AND ELECTRIFICATION COUPLED MODEL—MODEL DESCRIPTION AND PARAMETERIZATION OF ELECTRICAL PROCESSES（论文提纲范文）
（1）雷暴云中起电活动对动力和微物理过程的影响（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 模式介绍 |
| 3 初始场 |
| 4 模拟结果 |
| 4.1 对流、降水及闪电特征差异 |
| 4.2 水凝物粒子下落末速度极值差异 |
| 4.3 微物理过程差异 |
| 5 结论和讨论 |
（2）Review of Chinese atmospheric science research over the past 70 years: Atmospheric physics and atmospheric environment（论文提纲范文）
| 1. Introduction |
| 2. Atmospheric physics and atmospheric en-vironment in the last 70 years |
| 2.1 Atmospheric physics |
| 2.2 Atmospheric environment and atmospheric chem-istry |
| 2.3 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 3. The main research progresses in atmospheric physics and atmospheric environment in the past4 0 years |
| 3.1 ABL physics |
| 3.1.1 Physical experimental research |
| 3.1.2 Theoretical and methodological research |
| 3.1.3 Numerical simulation research |
| 3.2 Physics of cloud and fog |
| 3.3 Atmospheric radiation |
| 3.4 Atmospheric electricity |
| 3.5 Atmospheric chemistry |
| 3.6 Atmospheric environment |
| 3.6.1 Atmospheric environment models |
| 3.6.2 Atmospheric pollution effects |
| 3.6.3 Atmospheric pollution management and control |
| 3.7 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 3.7.1 Surface(Sea)meteorological observation |
| 3.7.2 Upper-air measurement |
| 3.7.3 Atmospheric remote sensing |
| 3.7.4 Scientific observation and experiment |
| 3.8 Meteorological radar observations |
| 3.9 Meteorological satellite remote sensing |
| 4. The outstanding research achievements since the 21st century |
| 4.1 ABL physics |
| 4.2 Physics of cloud and fog |
| 4.3 Atmospheric radiation |
| 4.4 Atmospheric electricity |
| 4.5 Atmospheric chemistry |
| 4.6 Atmospheric environment |
| 4.7 Atmospheric sounding and remote sensing |
| 4.8 Meteorological radar observations |
| 4.9 Meteorological satellite remote sensing |
| 5. The key directions and suggestions for future development |
| 5.1 Atmospheric physics |
| 5.2 Atmospheric environment and atmospheric chem-istry |
| 5.3 Atmospheric sounding and remote sensing |
（3）不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 模式、非感应起电方案及敏感性试验介绍 |
| 1.1 模式介绍 |
| 1.2 非感应起电方案介绍 |
| 1.2.1 S91方案 |
| 1.2.2 RR方案 |
| 1.2.3 SP98方案 |
| 1.2.4 BSP方案 |
| 1.3 天气实况及数值模拟试验设计 |
| 2 模拟结果分析 |
| 2.1 模拟性能检验 |
| 2.1.1 模拟与观测探空曲线对比 |
| 2.1.2 雷达回波 |
| 2.2 非感应起电机制敏感性试验结果分析 |
| 2.2.1 雷暴云总电荷结构分布 |
| 2.2.2 不同方案模拟的水成物粒子混合比及电荷密度 |
| (1) S91方案 |
| (2) RR方案和SP98方案 |
| (3) BSP方案 |
| 2.2.3 不同非感应起电机制模拟的水成物粒子混合比及电荷密度的垂直变化 |
| 2.2.4 感应起电机制对雷暴云电荷结构的影响 |
| 3 结论 |
（4）中国内陆高原雷暴云底部正电荷区的形成机制（论文提纲范文）
| 1 天气背景及模式介绍 |
| 1.1 天气背景 |
| 1.2 模式介绍 |
| 2 模拟效果检验 |
| 3 模拟结果分析 |
| 3.1 单体1电荷结构演变特征 |
| 3.2 水成物粒子分布与底部正电荷区的关系 |
| 3.3 水成物粒子电荷密度与底部正电荷区的关系 |
| 4 结论 |
（6）雷暴单体的对流强度对电荷结构的影响（论文提纲范文）
| 1 模式及试验方案 |
| 1.1 模式介绍 |
| 1.2 初始场 |
| 1.3 试验方案 |
| 2 模拟结果 |
| 2.1 闪电、降水和流场 |
| 2.2 电荷结构 |
| 3 结果分析 |
| 3.1 水凝物的分布特征 |
| 3.2 起电率的分布特征 |
| 3.3 水凝物粒子的电荷密度分布特征 |
| 4 结论 |
（7）基于WRF模式对华北一次飑线过程中雷电活动的间接和直接模拟研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 模式简介 |
| 1.1 起电过程 |
| 1.2 闪电参数化方案 |
| 1.3 闪电潜势指数LPI |
| 1.4 模式初始化 |
| 2 结果分析 |
| 2.1 观测与模拟雷达回波对比 |
| 2.2 飑线的微物理特征 |
| 2.3 飑线的电荷结构 |
| 2.4 飑线闪电活动观测与模拟结果对比 |
| 3 总结与讨论 |
（8）冰晶核化对雷暴云闪电行为影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 模式介绍 |
| 2.1 冰晶核化方案简介 |
| 2.2 背景场介绍 |
| 3 结果分析 |
| 3.1 冰晶比含水量时、空分布对比 |
| 3.2 非感应起电率及电荷结构对比 |
| 3.3 放电结果对比 |
| 4 结论与讨论 |
（9）Occurrence conditions of positive cloud-to-ground flashes in severe thunderstorms（论文提纲范文）
| 1. Introduction |
| 2. Model and severe thunderstorm case de-scription |
| 3. Tests for simulated results |
| 4. Analysis of simulated results |
| 4.1 Development of the positive and negative leaders |
| 4.2 Relationship between lightning type and draft |
| 4.3 Relationship between+CG flashes and distribution of graupel and hail |
| 4.4 Relationship between+CG flashes and charge structure |
| 5. Conclusions |
四、NUMERICA STUDY OF THUNDERSTORM ELECTRIFICATION WITH A THREE-DIMENSIONAL DYNAMICS AND ELECTRIFICATION COUPLED MODEL—MODEL DESCRIPTION AND PARAMETERIZATION OF ELECTRICAL PROCESSES（论文参考文献）
- [1]雷暴云中起电活动对动力和微物理过程的影响[J]. 廉纯皓,郭凤霞,曾凡辉,甘明骏,黎奇,刘泽,张晓黄,蔡彬彬,张坤. 大气科学, 2020(01)
- [2]Review of Chinese atmospheric science research over the past 70 years: Atmospheric physics and atmospheric environment[J]. Tijian WANG,Taichang GAO,Hongsheng ZHANG,Maofa GE,Hengchi LEI,Peichang ZHANG,Peng ZHANG,Chunsong LU,Chao LIU,Hua ZHANG,Qiang ZHANG,Hong LIAO,Haidong KAN,Zhaozhong FENG,Yijun ZHANG,Xiushu QIE,Xuhui CAI,Mengmeng LI,Lei LIU,Shengrui TONG. Science China（Earth Sciences）, 2019(12)
- [3]不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究[J]. 李江林,余晔,李万莉,李亚珺. 地球物理学报, 2019(07)
- [4]中国内陆高原雷暴云底部正电荷区的形成机制[J]. 曾凡辉,郭凤霞,廉纯皓,甘明骏,黎奇,刘泽. 科学技术与工程, 2019(02)
- [5]青藏高原雷暴电荷结构特征及成因的数值模拟研究[J]. 郭凤霞,王曼霏,黄兆楚,李扬,穆奕君,廉纯皓,曾凡辉. 高原气象, 2018(04)
- [6]雷暴单体的对流强度对电荷结构的影响[J]. 郭凤霞,李雅雯,鲍敏,刘祖培,黄兆楚,王曼菲. 科学技术与工程, 2017(25)
- [7]基于WRF模式对华北一次飑线过程中雷电活动的间接和直接模拟研究[J]. 赵鹏国,银燕,周筠珺,肖辉,康汉青,邓美玲. 气象科学, 2017(03)
- [8]冰晶核化对雷暴云闪电行为影响的数值模拟研究[J]. 谭涌波,向春燕,马肖,夏艳羚,张鑫. 气象学报, 2017(02)
- [9]Occurrence conditions of positive cloud-to-ground flashes in severe thunderstorms[J]. GUO Feng Xia,LU Gan Yi,WU Xin,WANG Hao Liang,LIU Zu Pei,BAO Min,LI Ya Wen. Science China（Earth Sciences）, 2016(07)
- [10]沙尘冰核对积云起电过程影响的初步数值模拟试验[J]. 李泽宇,孙继明,牛生杰. 气候与环境研究, 2016(01)