Meso-nh起电参数化方案研究进展

张 宇，陈加清，苏满堂，杨 杰（解放军理工大学气象海洋学院，雷电防护与电子伪装实验室，南京，210000）



Meso-nh起电参数化方案研究进展

张 宇，陈加清，苏满堂，杨 杰
（解放军理工大学气象海洋学院，雷电防护与电子伪装实验室，南京，210000）

摘要：大量的试验结果表明，霰或冰晶上的转移电荷的极性和量级取决于很多因素。这些影响因素包含碰撞粒子的大小、相对降落末速、云温、液态水含量等，它们都对非感应起电率都有所影响。当在参数化方案中考虑的因素不同时，每次碰撞时所转移电荷的数量和极性均有所差异。

关键词：雷暴云电荷结构；模拟；Meso-nh

0　引言

Meso-NH雷电模式包含了先进的感应、非感应起电方案，它将雷电起电、放电机制直接耦合到高分辨率中尺度非静力平衡模式中，为中尺度天气-雷电一体化的数值预报模式，可以像预报其它天气过程（锋面、台风、降雨等）一样，对雷电天气过程进行数值预报及模拟。它已经实现并行化计算并成功地应用于法国地区雷电天气的预报。此模式经项目组调试和改造，已经可以应用于我国雷电天气数值模拟，但有一些参数和方案针对我国各地区还需要做进一步的优化。

1　Takahashi参数化方案及其改进方案

电荷转移量的计算方案为：

Tsenova and Mitzeva （2011） 对上述实验室给出的非感应起电方案进行了修订，其中电荷交换公式改为：

2　Gardiner et al. （1985） 参数化方案

当霰粒子和冰晶粒子碰撞时，电荷转移量计算方案为：

3　结论

采用不同的非感应起电参数化方案，雷暴生命史中不同时期

的电荷结构分布有所不同。其可能原因是这几种方案对微物理条件比较敏感，如温度、有效液态水含量、淞附增长率、粒子尺寸、碰撞粒子的相对速度等。还应该注意的是，雷暴云内的电荷积累及分离有可能是两种或更多种机制的共同作用结果，所以对于其它可能的起电机制的认识及各种起电机制之间的互相作用也必须给予重视。

参考文献

［1］ Reynolds S E，Brook M，Gourley M F.1957. Thunderstorm charge separation［J］.J.Meteor.，14：426-436.

［2］ Saunders， C. P. R. and I. Brooks， 1992：The effects of high liquid water content on thunderstorm charging. J. Geophys. Res.， 97 （D13）， 14 671-14 676.

［3］ Helsdon， J. H.， G. Wu， and R. D. Farley， 1992： An intracloud lightning parameterization scheme for a storm electrification model. J. Geophys. Res.， 97， 5865-5884. ［4］ Takahashi， T.， 1978： Riming electrification as a charge generation mechanism in thunderstorms. J.Atmos. Sci.，35， 1536-1548.

［5］ Tsenova， B. and R. Mitzeva， 2011： Comparative modelling study of the effect of parameterizations based on rime accretion rate and on effective water content on simulated charge density in thunderstorms. IDOJARAS，115 （4）， 247-263.

Progress in the electrical parameters of the program from the Meso-nh

Zhang Yu，Chen Jiaqing，Su Mantang，Yang Jie
（PLA Univ. of Sci. & Tech.， National Key Laboratory of Science and Technology on Electromagnetic Effects and Electro-optical Engineering， Nanjing 211101，China）

Abstract：A large number of experimental results show that the charge transfer sleet or ice on the polarity and magnitude depends on many factors.These factors contain the size of the colliding particles， relative to the end of the landing speed，temperature and cloud liquid water content，etc.，which are non-inductive power rate has affected right.When the factors considered in the parameterization scheme is not the same each time the collision transfer charge amount and polarity were different.

Keywords：Thunderstorm charge structure；simulation；Meso-nh