对流云系的云模式数值研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

对流云系作为地球大气系统中重要的天气现象之一，对天气和气候变化、水循环等方面都有着至关重要的影响。

认识和理解对流云系的发生发展机制，准确预测其未来变化趋势，对于防灾减灾、农业生产、水资源管理等方面具有重要的现实意义。

本选题旨在利用先进的云模式数值模拟技术，深入研究对流云系的结构特征、演变规律以及影响其发展的关键物理过程，为提高对流云系及其相关灾害性天气的预报准确性提供理论支撑。

2. 本选题国内外研究状况综述

对流云系的研究一直是气象学领域的热点和难点，国内外学者在观测、理论和数值模拟方面开展了大量研究，并取得了丰硕成果。

近年来，随着观测手段的进步、数值模式的发展以及计算机技术的提升，对流云系的研究进入了一个新的发展阶段。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将采用数值模拟的方法，利用高分辨率云模式对典型对流云系进行模拟研究，分析对流云系的宏观结构、微物理特征及其降水机制，并探讨不同云微物理参数化方案对模拟结果的影响。

具体研究内容包括：
1.对流云系宏观结构演变特征分析：利用云模式输出的对流云系模拟结果，分析其水平和垂直方向上的宏观结构特征，包括云顶高度、云体范围、云内垂直速度、温度、湿度等气象要素场的分布和演变规律，探讨对流云系发展过程中与环境场的相互作用机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法，利用高分辨率云模式对典型对流云系进行模拟研究。

具体步骤如下：
1.确定研究区域和个例:根据研究目的和可获取的数据，选择典型对流云系个例作为研究对象，并确定模拟区域范围和分辨率。

2.构建数值模式:选择合适的云模式，并根据研究区域和个例的特点，设置合理的模拟参数，包括初始场、边界条件、微物理参数化方案等。

5. 研究的创新点

本研究拟采用先进的云模式和云微物理参数化方案，结合高分辨率数值模拟技术，深入研究对流云系的宏观结构、微物理特征及其降水机制，并探讨不同云微物理参数化方案对模拟结果的影响，以期提高对对流云系发生发展机制的认识和模拟预测能力。

本研究的创新点在于：
1.高分辨率模拟:采用高分辨率云模式对典型对流云系进行模拟研究，能够更加精细地刻画对流云系的结构特征和演变过程，揭示对流云系内部的精细结构和物理过程。

2.云微物理过程分析:重点关注云微物理过程对对流云系发展和降水效率的影响，利用云模式输出的云微物理量，分析云滴谱分布、冰相粒子生成机制、降水粒子增长过程等，揭示对流云系内部的降水形成机制。

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] 刘黎平, 刘奇, 郑佳锋, 等. 强对流天气短临预报的思考与展望[j]. 气象, 2020, 46(8): 961-975.

[2] 郑永光, 李红, 周秀骥. 云和降水的数值模拟研究进展[j]. 大气科学, 2017, 41(2): 257-278.

[3] 张宇, 高太长, 薛纪善. 对流参数化方案对grapes_meso模式模拟飑线降水的影响[j]. 南京大学学报(自然科学版), 2021, 57(6): 887-900.