第七届青年地学论坛

积云对流是大气能量和水文循环的重要组成部分，影响着热量、水分和动量的垂直输送。大尺度模式中积云参数化方案的优劣对于降水、热带大气季节内振荡、季风和热带气旋等的模拟至关重要。卷入和卷出是影响积云对流的关键过程，在广泛使用的质量通量积云参数化方案中，卷入率和卷出率是重要的物理量。现有的卷入卷出估算方法有的只能用于高分辨率模拟，有的仅能基于观测估算卷入率，在观测中尚缺乏估算卷出率的方法。本研究建立了适用于积云飞机观测资料的卷入卷出率的估算新方法。该新方法基于积云气柱模型和卷入卷出率的定义，从理论上推导了卷入卷出率与云内外物理量的关系，弥补了该不足。该方法被应用到HI-SCALE（the Holistic Interactions of Shallow Clouds, Aerosols, and Land-Ecosystems）项目积云的飞机观测资料。结果表明，卷入率和卷出率均随高度的增加而降低，且该趋势不受卷出空气性质的影响。当卷出空气的混合比例假设从90/10（假定卷出的空气由90%的环境温度下具有饱和湿静力能的空气和10%的飞机采样空气组成）逐渐变为50/50时，卷出率的数据点变得分散，但仍沿1:1线分布，相对变化在+2.8% ~ +21.6%。新方法计算的卷入卷出率可以再现积云中总水分和湿静力能的观测结果，验证了新方法的可靠性。在此基础上，揭示了卷入卷出率和相对湿度之间的关系：当环境相对湿度较高时，卷入率较高，而卷出率较低。三者的偏相关分析确定了两个相反因素对卷出率和环境RH之间关系的综合影响。一个是卷出率和卷入率之间以及卷入率和RH之间的正相关关系可能导致卷出率和RH之间的正相关，另一个是基于浮力分类的卷出率和RH之间的负相关。新方法可应用于其他云的观测以获得积云卷入率和卷出率的数据集，为改善积云参数化方案提供数据支持。
 

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