Efectos de la Concentración de Número de Aerosoles y la Velocidad de Ascenso en la Dispersión Relativa durante la Etapa de Crecimiento por Colisión-Coalescencia de Nubes Cálidas
Autores: Yang, Suying; Zhang, Yanzhe; Yu, Xinyang; Lu, Chunsong; Li, Yiyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efectos de la Concentración de Número de Aerosoles y la Velocidad de Ascenso en la Dispersión Relativa durante la Etapa de Crecimiento por Colisión-Coalescencia de Nubes Cálidas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Dispersion relativa
Aerosoles
Velocidad de ascenso
Nubes cálidas
Concentración de número de aerosoles
Colisión-coalescencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La dispersión relativa es una expresión clave utilizada para parametrizar varios procesos de nubes en modelos de circulación global (GCM) y modelos meteorológicos de mesoescala. Se sabe que los aerosoles, la velocidad de ascenso y diferentes etapas de crecimiento de las nubes cálidas afectan la dispersión relativa. Se utiliza un modelo de nube microfísica detallado en dos dimensiones para investigar los impactos combinados de la concentración de número de aerosoles y la velocidad de ascenso en la dispersión relativa en la etapa de colisión-coalescencia. Además, se exploran las causas que potencialmente controlan los cambios en la dispersión relativa con la velocidad de ascenso. Hay tres regímenes de influencia principales: el régimen de influencia principal de la velocidad de ascenso, el régimen de influencia principal de los aerosoles y el régimen de influencia conjunta. Se encuentra que la causa de las variaciones en la dispersión relativa con la velocidad de ascenso es diferente en los tres regímenes de influencia principales. En el régimen de influencia principal de la velocidad de ascenso, la colisión-coalescencia vigorosa debido a una velocidad de ascenso más fuerte resulta en un desplazamiento del espectro de concentración de número de gotas de nube hacia gotas más grandes, y el radio promedio de las gotas de nube aumenta, pero el ancho espectral es menos variable, por lo que la dispersión relativa disminuye. En el régimen de influencia conjunta, la evaporación más fuerte de las gotas de nube debido al efecto de arrastre más fuerte de las grandes gotas de nube ensancha el espectro, principalmente al reducir la concentración de número de gotas de nube de 4-30 m, y la dispersión relativa aumenta con la reducción en la concentración de número de gotas de nube. En el régimen de influencia principal de los aerosoles, el efecto de arrastre más fuerte se reduce a todos los radios con la disminución de la concentración de aerosoles, y el espectro de concentración de número de gotas de nube se estrecha, lo que se convierte en el mecanismo de formación de la correlación positiva entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube. La evaporación causa principalmente una correlación negativa entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube, pero una evaporación débil hace que la correlación se vuelva positiva en el contexto de alta concentración de aerosoles. A bajas concentraciones de aerosoles, un fuerte efecto de colisión-coalescencia conduce a una correlación negativa entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube, pero a altas concentraciones de aerosoles, la correlación es opuesta debido a un efecto de colisión-coalescencia débil.
Descripción
La dispersión relativa es una expresión clave utilizada para parametrizar varios procesos de nubes en modelos de circulación global (GCM) y modelos meteorológicos de mesoescala. Se sabe que los aerosoles, la velocidad de ascenso y diferentes etapas de crecimiento de las nubes cálidas afectan la dispersión relativa. Se utiliza un modelo de nube microfísica detallado en dos dimensiones para investigar los impactos combinados de la concentración de número de aerosoles y la velocidad de ascenso en la dispersión relativa en la etapa de colisión-coalescencia. Además, se exploran las causas que potencialmente controlan los cambios en la dispersión relativa con la velocidad de ascenso. Hay tres regímenes de influencia principales: el régimen de influencia principal de la velocidad de ascenso, el régimen de influencia principal de los aerosoles y el régimen de influencia conjunta. Se encuentra que la causa de las variaciones en la dispersión relativa con la velocidad de ascenso es diferente en los tres regímenes de influencia principales. En el régimen de influencia principal de la velocidad de ascenso, la colisión-coalescencia vigorosa debido a una velocidad de ascenso más fuerte resulta en un desplazamiento del espectro de concentración de número de gotas de nube hacia gotas más grandes, y el radio promedio de las gotas de nube aumenta, pero el ancho espectral es menos variable, por lo que la dispersión relativa disminuye. En el régimen de influencia conjunta, la evaporación más fuerte de las gotas de nube debido al efecto de arrastre más fuerte de las grandes gotas de nube ensancha el espectro, principalmente al reducir la concentración de número de gotas de nube de 4-30 m, y la dispersión relativa aumenta con la reducción en la concentración de número de gotas de nube. En el régimen de influencia principal de los aerosoles, el efecto de arrastre más fuerte se reduce a todos los radios con la disminución de la concentración de aerosoles, y el espectro de concentración de número de gotas de nube se estrecha, lo que se convierte en el mecanismo de formación de la correlación positiva entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube. La evaporación causa principalmente una correlación negativa entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube, pero una evaporación débil hace que la correlación se vuelva positiva en el contexto de alta concentración de aerosoles. A bajas concentraciones de aerosoles, un fuerte efecto de colisión-coalescencia conduce a una correlación negativa entre la dispersión relativa y la concentración de número de gotas de nube, pero a altas concentraciones de aerosoles, la correlación es opuesta debido a un efecto de colisión-coalescencia débil.