对流冷池对黑风暴沙尘抬升和传输影响的大涡模拟研究
利用2000年5-6月在甘肃敦煌进行的“西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验”加密观测期间的探空资料作为大涡模式(LEM)的初始场,通过在模式中设置冷源的方法,模拟研究了静风场和环境风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池对沙尘抬升和垂直传输的影响,通过一系列敏感性试验,探究冷源强度和尺度以及垂直环境风切变(后文统一称为风切变)对对流冷池结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。得到以下几点主要结论:(1)利用2000年6月3日16时的位温廓线作为模式的初始场,模拟研究静风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池头部和尾部的湍流对沙尘抬升和垂直传输的影响;进一步通过改变冷源冷却率和冷源半径大小的敏感性试验,探究冷源强度和尺度对对流冷池内湍流结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。
模拟研究表明,模式模拟的对流冷池结构特征与观测结果较为一致,冷池的头部为较大的湍流涡旋,尾部湍流涡旋是在头部涡旋下沉气流阻挡以及垂直风切变的共同作用下形成的,其强度和尺度均较小,且距离头部越远,尾部湍流强度也越弱。随着冷池的移动,冷池头部湍流涡旋的强度减弱 ...