研究方向

云降水物理学是各类气象学科最重要的基础学科之一。"风调雨顺,五谷丰登"是几千年来中国人对天气变化的一种期盼。千变万化的云彩是如何形成的?它又是如何形成降水的?这些现象最直接相关的科学问题是冰晶、云滴以及雨滴胚胎形成的微物理机制和动力机制。云降水物理学研究的目的就是搞清楚这些物理机制并利用数值模拟的方法把这些物理过程描述出来,从而能够准确的诊断和预测降水的发生,以及评估和预测对地球气候系统的影响。然而,云降水物理学现有的理论还不能完全解释大量的云降水物理现象:各类冰核如何催化过饱和水汽或者液态水滴形成冰晶的物理过程;温度是如何决定冰晶生长的形状;雨滴胚胎是如何形成的?湍流在雨滴胚胎形成过程中能否起作用?空气挟卷是如何影响雨滴胚胎的形成?雷暴云中的电荷分层的物理机制,闪电通道又是如何传输的?这些科学问题亟待我们去解决。随着国内外大量室内试验和野外观测的开展,对比观测数据结果,我们可以利用高性能的计算机模拟验证云降水物理的现有理论,从而有可能发现新的现象和并提出新的理论。最终改进现有的分档云模式和总体参数化云模式中的云降水物理过程。

研究内容

  1. 利用高分辨的云分档模式研究湍流、风切边以及挟卷过程对云滴谱演变的影响;
  2. 数值模拟各类冰核的核化过程;
  3. 模拟研究温度对冰晶生长的影响;
  4. 气溶胶对电荷分层以及闪电的影响;
  5. 分档云模式和总体参数化模式的改进;
  6. 大气放射性物质的衰减和湿沉降;
  7. 积云对流模式与区域气候模式的耦合。