2种边界层参数化方案对1013号超强台风“鲇鱼”数值模拟的敏感性研究

利用中国台湾地区"侵台台风之飞机侦察及投落送观测实验(DOTSTAR)"探空数据与WRF模式(3.8版本),针对1013号超强台风"鲇鱼"开展了边界层参数化方案的数值模拟敏感性研究。结果表明,非局地YSU方案在台风强度、路径、螺旋雨带、内核尺度以及台风外围位温、水汽混合比、风向这些方面的模拟效果优于局地MYNN2方案;但在风速的模拟上,YSU方案与MYNN2方案没有明显的优劣之分。     

“7．18”山东暴雨过程分析III：WRF模式边界层参数化方案对物理量场的影响

[目的]分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中物理量场的影响。[方法]利用WRF模式3.4版本,选取不同边界层参数化方案对"7.18"山东暴雨过程进行敏感性试验,分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中垂直速度场、水汽通量散度场、相对湿度、对流有效位能和边界层高度等物理量场的影响。[结果]不同的边界层参数化方案对于暴雨过程中垂直速度场的空间分布及其中心强度具有显著的影响,从而使得降水中心的分布和强度发生变化。尽管不同边界层参数化方案模拟得到的水汽通量散度在水平分布与实际结果具有较好的一致性,但其在垂直分布、中心位置及其强度上存在明显的差异。不同边界层参数化方案引起的边界层高度和对流有效位能的差异与其引起的降水分布差异直接相关。[结论]WRF模式中不同边界层参数化方案对暴雨过程中不同物理量场模拟效果的影响较大,选择合适的边界层参数化方案能显著提高对物理量场的模拟效果。     

“7．18”山东暴雨过程分析II：WRF模式边界层参数化方案对降水的影响

[目的]分析不同行星边界层参数化方案对此次暴雨过程中降水模拟效果的影响。[方法]利用WRF3.4模式,选用不同边界层参数化方案对"7.18"山东暴雨过程进行敏感性试验,研究不同行星边界层参数化方案对此次暴雨过程中的降水分布、降水极值出现时间以及BS、ETS评分的影响。[结果]不论是否使用边界层参数化方案,均能模拟出雨带的基本走向,但不同方案对于降水中心强度及其位置的模拟存在一定差异。不同边界层方案得到的模拟降水峰值的出现时间普遍比实际降水落后2~3 h,且其降水峰值之间存在较大差异,其中YSU方案对降水峰值的模拟效果最好。综合ETS评分和BS评分结果可知,对于降水量较小(25 mm)的模拟,不使用边界层方案反而效果最好;对于中等降水量级(25~50 mm)的模拟,使用Boulac方案比较合适;对于暴雨或特大暴雨(50 mm)的模拟,使用YSU方案效果最好。[结论]WRF模式中不同边界层参数化方案对降水模拟效果的影响较大,选择合适的边界层参数化方案能显著提高降水的预报准确率。     

一次诱发青海东部地质灾害的强降水数值模拟及诊断分析

基于应用中尺度非静力数值模式MM5对2007年8月25-26日发生在青海省东部的一场强降水进行数值模拟和诊断分析,     

积云参数化方案对北极区域气候模拟的影响

[目的]加深对积云在北极区域气候中作用的理解。[方法]利用一个北极区域气候模式,针对浮力能量型云模式以及质量通量型方案2种积云参数化方法,开展了北极区域气候数值模拟试验,分析了不同积云参数化方案模拟结果的差别以及相似之处,并对相关问题进行了初步探讨。[结果]积云参数化方案对北极年平均地表气温分布模拟影响明显,浮力能量型云模式方案可以更好地模拟温度场,模拟的温度存在较大的冷偏差,且随着高度抬升偏差减小;质量通量型方案模拟的降水误差更小,模式对总降水的模拟水平主要由对大尺度降水的再现能力决定,提高大尺度降水的模拟水平对改善北极区域降水模拟是至关重要的。[结论]该研究可为区域气候模式的改进和气候变化的预测及评估提供参考。     

GRAPES不同参数化方案对新疆“4．18”寒潮降雪的敏感试验

利用我国新一代数值预报模式GRAPES,选择Kessler、NCEP3-class simple ice和simple ice微物理过程参数化方案和Kain—Fritsch、Betts-Miller-Janjic积云参数化方案形成6个组合,对新疆“4．18”寒潮天气的降雪过程进行预报试验,并与实况资料进行比较、检验。结果表明,就降雪个例而言,预报效果相对好的参数化方案存在不确定性,积云参数化方案对降雪的影响比微物理过程参数化方案对降雪的影响大。NCEP3-class simple ice与Kain-Fritsch方案组合对“4．18”寒潮天气降雪量的预报较好。     

基于参数灵敏度分析的地下水数值模拟研究--以黑龙江桦南县为例

采用正交试验法对地下水流数值模拟中的参数灵敏度进行分析,以黑龙江省桦南县为例,根据研究区实际的水文地质条件选取了潜水的降水入渗补给系数、渗透系数、给水度、弱透水层的垂向渗透系数以及承压水的渗透系数和弹性释水系数6个参数进行研究,每个参数选取5个水平值。结果表明:潜水含水层的渗透系数对模型计算水位的影响最大,因此在利用Visual MODFlow做水资源评价前查明研究区的水文地质参数特别是潜水的渗透系数对于正确建立模型十分必要。     

开封暴雨的数值预报效果检验——以2010年7月17~19日为例

利用EC模式和T639模式对2010年7月17~19日开封暴雨进行了模拟,并将模拟结果与实况进行对比,发现两家模式在降水的落区和强度上均有较好的表现.在动力场和风场上的模拟结果虽然与实况略有偏差,但主要的降水系统与其相差不多.与中尺度模式MM5的模拟结果则表明,在短期临近预报中,中尺度模式的效果更好.     

GWDO参数化方案及地形对一次大别山暴雨的影响研究

[目的]研究GWDO参数化方案及地形对一次大别山暴雨的影响。[方法]利用NCEP/NCAR 1°×1°分析资料和常规、非常规的地面观测资料以及WRFV3.1.1版本非静力平衡中尺度模式,对发生在2008年6月21日05：00～14：00大别山地区的一次中尺度切变线暴雨过程进行了诊断分析和数值试验,控制试验中加入了地形重力波拖曳系数（GWDO）的参数化方案,通过敏感性试验分别讨论了GWDO参数化方案和地形对此次暴雨过程的影响。[结果]地形拖曳系数对暴雨的强度或落区有很好的改进作用,考虑或不考虑地形拖曳系数得到的结果存在很大的差异。加入该参数化方案后无论暴雨的强度或落区均较未加入之前好;没有拖曳系数时,切变线扰动强,重力波活动明显,降水在重力波明显区较强。大别山以及周围的地形对此次切变线降水也有重要的作用,当去除大别山地形时,切变线上的降水强度均有显著的增加,雨带西部增强最明显;当去除大别山东南部的地形时,东部降水有明显的增幅作用,地形不利于此次暴雨的加强。雨带上雨强的变化,不仅与地形有关,且与切变线上的扰动变化也有关。[结论]该研究为暴雨的预测预报提供理论依据。     

不同积云对流参数化方案对华南气温和降水模拟的影响

[目的]研究4种积云对流参数化方案在华南地区气候模拟中的适用性。[方法]利用意大利国际理论物理研究中心(ICTP)发展的最新版区域气候模式RegCM4,选用Anthes-Kuo(KUO)、Grell-Arakawa&Schubert(GAK)、Grell-Fritsch&Chappell(GFC)和MIT-Emanuel(MIT)4种积云对流参数化方案,分别对华南地区气候进行了长达10年(2000～2009年)的高分辨率(水平分辨率25 km)数值积分,对比研究了4种不同积云参数化方案模拟的华南地区温度和降水的差异。[结果]对比同期Climatic Research Unit(CRU)观测的地面温度和降水资料,4种积云参数化方案基本上均抓住了华南地区温度和降水的时空分布特征,但对温度模拟出了-2℃(1℃)的冷(暖)偏差,且均低估了华南地区的降水,尤其是GAK和KUO方案,相对CRU观测低估降水50%左右;KUO和MIT方案对温度的模拟比其他2个方案优秀,而MIT和GFC对降水的模拟比KUO和GAK优秀。[结论]研究结果为RegCM4在华南地区的应用提供参考。     

通用陆面模型CLM3.0在冬小麦-夏玉米农田的参数化方案改进——以海河平原的3个试验站为例

为了准确模拟冬小麦-夏玉米种植制度下的农田土壤墒情,本研究改进通用陆面模型CLM3.0的参数化方案,包括灌溉措施及作物种植制度参数化的加入、土壤厚度及土壤层的剖分修改、作物水文及土壤水文过程的一些参数化修改、考虑作物的株高变化等,在海河平原的3个农业观测试验站(东北旺、栾城、洪门)验证改进后的模型的适用性.结果表明:改进后的CLM3.0模型在冬小麦和夏玉米种植制度下的农田具有较好的适用性,可以抓住各层土壤湿度的变化,与改进前的模型相比,其土壤墒情模拟精度明显提高,2 m土体土壤湿度的均方根误差在东北旺、栾城和洪门试验站分别减少了45.2％、47.1％和51.5％.     

湖北恩施州北部大暴雨天气过程成因及影响分析——以2012年7月4~5日为例简

利用常规天气图、地面资料、卫星雷达和物理量资料分析了2012年7月4～5日湖北恩施州北部大暴雨天气过程成因。结果表明：从低层到高层存在着较深厚的暖湿气流层,有不稳定能量的促发,西南急流的形成及充足的水汽供应是导致此次恩施州北部出现局部暴雨和大暴雨的重要原因。