• Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences
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• 제54권4호
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• pp.587-598
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• 2018

The impacts of aerosol loading on surface precipitation from mid-latitude deep convective systems are examined using a bin microphysics model. For this, a precipitation case over north central Mongolia, which is a high-altitude inland region, on 21 August 2014 is simulated with aerosol number concentrations of 150, 300, 600, 1200, 2400, and $4800cm^{-3}$. The surface precipitation amount slightly decreases with increasing aerosol number concentration in the range of $150-600cm^{-3}$, while it notably increases in the range of $600-4800cm^{-3}$ (22% increase with eightfold aerosol loading). We attempt to explain why the surface precipitation amount increases with increasing aerosol number concentration in the range of $600-4800cm^{-3}$. A higher aerosol number concentration results in more drops of small sizes. More drops of small sizes grow through condensation while being transported upward and some of them freeze, thus increasing the mass content of ice crystals. The increased ice crystal mass content leads to an increase in the mass content of small-sized snow particles largely through deposition, and the increased mass content of small-sized snow particles leads to an increase in the mass content of large-sized snow particles largely through riming. In addition, more drops of small sizes increase the mass content of supercooled drops, which also leads to an increase in the mass content of large-sized snow particles through riming. The increased mass content of large-sized snow particles resulting from these pathways contributes to a larger surface precipitation amount through melting and collision-coalescence.

• 대기
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• 제23권3호
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• pp.293-305
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• 2013

대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하기 위하여 기존의 무차원화된 정역학 모형을 바탕으로 무차원화된 비정역학 모형을 개발하였다. 모형을 검증하기 위하여 정역학 방정식 계의 해석해와 비정역학성이 아주 작은 경우의 수치 실험 결과를 비교하였고, 두 결과가 거의 같음을 확인하였다. 무차원화된 비정역학 모형을 이용하여 선형 계와 비선형 계에서 대류가 유도하는 중규모 흐름에 미치는 비정역학 효과를 조사하였다. 선형 계와 비선형 계 모두에서 비정역학성 인자가 작은 경우 열원 꼭대기 위에서 연직 방향으로, 비정역학성 인자가 상대적으로 큰 경우 주 상승 기류의 풍하측에서 수평 방향으로 상승 운동과 하강 운동이 교대하는 파동 형태의 섭동장이 나타났다. 풍하측에서 나타나는 상승 운동과 하강 운동을 분석하기 위하여 선형, 정상 상태, 비점성 흐름에 대한 Taylor-Goldstein 방정식을 구하였다. 주 상승기류의 풍하측에서 교대로 나타나는 상승 하강 기류세포는 전파파의 수평 방향 전파 성분과 에바네센트파, 즉 비정역학성 인자에 의해 결정되는 임계 파장보다 파장이 짧아 연직 방향으로 전파되지 못하고 수평 방향으로만 전파되는 중력파의 중첩으로 설명할 수 있다. 선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반과 일치하였으나, 약한 비선형 계에 대한 수치 실험 결과에서 나타난 상승 하강 기류 세포의 수평 방향 길이는 선형 계에 대한 방정식에서 얻은 에바네센트 파의 임계 파장 길이의 절반보다 다소 길었다. 주 상승 기류 지역 내에서 최대 상승 기류의 위치는 비선형성과 비정역학성 정도에 따라 다르게 나타났다.