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辽东半岛一次暴雨过程的数值模拟研究

中尺度数值模式MM5中有多种积云参数化方案可供选择,不同的参数化方案及分辨率对降水预报有很大影响。本文目的在于通过常用的四种积云参数化方案及嵌套网格方案对辽东半岛暴雨过程进行试验,以研究不同参数化方案和嵌套网格对辽东半岛暴雨模拟的影响。选取2005年7月25日辽东半岛南部及海峡地区的一次大暴雨过程做数值模拟试验。通过比较和分析不同方案的模式输出结果,主要结论归纳如下:二重嵌套数值模拟结果与客观分析对比发现:1.MM5模式能够很好地再现辽东半岛大暴雨的大、中尺度环流系统。2.高空强辐散,低空强辐合及对应的强上升运动和气旋性涡柱的发展是造成此次暴雨的动力机制。3.低空西南气流以及高空干冷空气侵入对这次暴雨的产生和发展起重要的作用。积云对流参数化方案一对比分析表明:1.不同的参数化方案,对强降水落点和降水强度的模拟,结果差别较大。模拟较好的是GR方案,最差的是AK方案。2.四种积云对流参数化方案模拟的海平面气压场差别较大,其中GR方案  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京信息工程大学
南京信息工程大学

华北玉米下垫面湍流输送特征及参数化方案比较研究

本文围绕涡旋相关资料的处理方法和应用目标,利用中国气象局固城生态站2004年6月11日至10月20日玉米全生育期测量资料,详细分析了快速变化的农作物覆盖下垫面涡旋相关资料的预处理和质量控制方法,系统研究了湍流及湍流通量的统计特征,分析了地表能量平衡状况,估算了华北玉米生育期对大气的碳汇,并对比分析了模式中常用的几种通量参数化方案。主要结论如下:1、平均时间、坐标旋转与通量修正是资料预处理与质量控制中的重要问题,本文研究表明:(1)积分时间尺度在不同长度序列和不同变量之间变化较大,不适宜作为确定涡旋相关资料平均时间的依据。(2)平均时间低于30分钟有通量低估现象,高于l小时日变化型出现较大不稳定,30分钟到l小时之间通量无明显增加或减小。合理的平均时间应不低于30分钟,同时不高于1小时。(3)对于快速生长变化的下垫面,根据作物生长阶段,分时段平面拟合旋转坐标,能有效地订正资料中的倾斜和扰动。(4)经典的WPI,修正方法对水汽的作用...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国气象科学研究院
中国气象科学研究院

东南极冰盖典型下降风区表面能量平衡的参数化研究

南极冰盖表面冰/雪-气相互作用过程,是制约我们认识表面物质平衡和提升极地天气气候预报水平的关键科学问题。因此,东南极冰雪表面能量平衡过程的参数化,有助于更准确的预测南极乃至全球的气候,同时也能为卫星产品和模式评估,提供更可靠的地面验证。基于东南极冰盖典型下降风区的气象长期观测资料和涡动试验,本文评估了能量平衡关键因子(太阳辐射、反照率、长波辐射、感热和冰雪热通量)的不同模拟和计算方法,提出了适用于下降风区的最佳参数化方案。之后,本文模拟了各个能量平衡组分,分析各要素随时间的变化特征与原因,并结合南极其他站点进行了讨论。主要结论如下:1.辐射通量的参数化表明,本下降风区中,(1)Crawford和Laevastu方案分别适合晴空下和全天空条件下太阳辐射的模拟。(2)Greuell方案反照率对比模拟表现最好,但在冬季增强下降风和低太阳高度角的影响下结果会偏低。(3)模拟短波辐射时表明,由于本文高估了某些大气成分的削弱作用,使得模拟短...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京信息工程大学
南京信息工程大学

WRF模式不同初值和参数化方案的云降水预报研究

本文基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,从云系的宏、微观特征变量以及降水场三个角度,利用我国风云静止气象卫星和TRMM(Tropical Rainfall Measuring)卫星TMI(TRMM Microwave Imager)探测反演资料,对模式不同微物理方案19次个例批量模拟的结果进行定量化评估,并在此基础上开展了简单集合平均、消除偏差集合平均、超级集合的集成试验并探究了多物理ETKF(Ensemble Transform Kalman Filter)的初值扰动方法在云宏、微观场以及降水场的应用。首先,从云系的宏观方面来看,云顶高度和云顶温度的计算阈值取2×104 kg/kg时,模拟的数值更为精确,但具有云系范围模拟偏小的问题。六种微物理方案均能大致模拟出云系的走向和分布。具体分析发现,CAM5.1方案的预报性能优于其他几种方案,尤其对江苏、浙江、安徽一带的云顶高度预报较为...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京信息工程大学
南京信息工程大学

不同辐射与下垫面参数化方案对大雾过程数值模拟的影响

为了比较WRF模式中不同长短波辐射参数化方案对成雾过程模拟效果的影响,分析不同类型地表对成雾过程的影响,本文选择了 2015年江苏地区冬、春季两场典型辐射型大雾过程,对南京地区和里下河地区分别进行模拟方案设计和试验研究,并运用相关参数评估了模拟效果。研究对成雾机理的阐释具有重要的理论价值,并可为江苏地区的大雾预警预报提供技术支持,本文主要研究结论如下:1.利用WRF模式中长、短波不同辐射参数化方案组合对南京地区与里下河地区进行了成雾过程的模拟试验,试验结果表明:(1)在春、冬季大雾过程的热力条件和水汽条件模拟中,最优方案为长波GFDL方案与短波RRTMG方案组合。(2)热力条件模拟中,2m高度气温的模拟效果优于地表温度。(3)水汽条件模拟中,相对湿度的模拟效果优于2m高度露点温度。(4)动力条件模拟中,最优辐射参数化方案组合为长波CAM方案与短波FLG方案组合,但在冬季辐射雾的10m高度风速模拟时,需要解决模拟值起伏变化滞后于观...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《地球科学进展》2014年02期
地球科学进展

区域中尺度模式云微物理参数化方案特征及其在中国的适用性

云微物理参数化方案在数值模式中起着重要的作用,是影响数值天气预报和气候预测准确性的最大因素。系统回顾了中尺度数值模式中云微物理参数化方案的研究进展,并统计分析了最近十余年云微物理参数化方案在中国范围内的敏感性试验研究成果。Lin方案和Rutledge-Hobbs...  (本文共12页) 阅读全文>>