气溶胶化学组分对边界层暖云滴谱离散度特征影响的模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

大气气溶胶颗粒物作为云凝结核(ccn)是云形成和降水发展的关键因素之一，其化学组分的差异性会显著影响云的微物理特征，进而对降水的形成和演变产生重要作用。

边界层暖云作为降水的主要贡献者，其滴谱离散度是影响降水效率的重要参数。

因此，研究气溶胶化学组分对边界层暖云滴谱离散度特征的影响，对于深入理解云-降水过程、改进数值模式预报精度以及评估气溶胶对气候的影响具有重要意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，气溶胶对云和降水的影响一直是大气科学研究的热点和难点，国内外学者开展了大量的观测、实验和数值模拟研究，取得了一系列重要进展。

1. 国内研究现状

国内学者在气溶胶对云和降水影响方面开展了大量研究工作，并在气溶胶理化性质观测、云降水物理过程和数值模拟等方面取得了重要进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将利用中尺度天气研究与预报模式(wrf)及其化学模块(wrf-chem)，选取典型区域作为研究对象，通过设计不同的气溶胶化学组分方案，模拟分析气溶胶化学组分对边界层暖云滴谱离散度的影响机制。

1. 主要内容

1.分析不同化学组分气溶胶对云凝结核活化和云滴增长的影响，比较硫酸盐、有机碳和黑碳气溶胶作为云凝结核的效率差异，并研究气溶胶化学组分如何影响云滴数浓度和谱分布特征。

4. 研究的方法与步骤

1.收集和分析研究区域的气象数据、气溶胶数据和云微物理数据，为数值模拟提供基础数据支持。

气象数据主要包括地面气象要素、探空数据等，气溶胶数据包括气溶胶光学厚度、质量浓度、化学组分等，云微物理数据包括云滴谱、云水含量等。

2.采用wrf-chem模式对研究区域进行数值模拟，并设计不同的气溶胶化学组分方案，比较分析不同化学组分气溶胶对边界层暖云滴谱离散度的影响。

5. 研究的创新点

1.关注气溶胶化学组分对边界层暖云滴谱离散度的影响，区别于以往仅关注气溶胶总量影响的研究，更加深入地探讨气溶胶化学组分的差异性对云微物理过程的影响机制。

2.结合数值模拟和案例分析，定量评估不同化学组分气溶胶对云滴谱宽度的贡献，并分析其潜在的大气物理和化学机制，为深入理解气溶胶-云-降水相互作用提供新的视角。

3.针对典型区域和气象条件开展研究，揭示气溶胶化学组分对边界层暖云滴谱离散度和降水的影响特征，为提高数值模式对云-降水过程的模拟能力提供科学依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 毛节泰, 张镭, 何建军, 等. 北京地区气溶胶化学组分对云凝结核活化的影响[j]. 环境科学学报, 2020, 40(5): 1574-1585.

[2] 李星, 郭学良, 程麟生, 等. 基于wrf-chem模式的河北一次重污染过程模拟研究[j]. 环境科学, 2019, 40(3): 981-993.

[3] 王莉莉, 冯银厂, 毛冬, 等. wrf-chem模式中气溶胶活化方案对比及改进[j]. 大气科学, 2021, 45(1): 85-102.