共查询到19条相似文献，搜索用时 234 毫秒
1.
副热带东太平洋低云对LASG耦合环流模式FGCM-0中"双ITCZ"的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
与其他耦合环流模式一样,LASG耦合模式FGCM-0也存在虚假的“双ITCZ”。为了认识FGCM-0中“双ITCZ”,首先研究了FGCM-0的大气分量模式,剧INCAR(美国国家大气研究中心)的公用气候模式CCM3对秘鲁和加利福尼亚沿岸低云以及低层大气整体稳定度的模拟能力。发现：尽管CCM3模拟的低层大气整体稳定度与利用NCEP(美国国家环境预报中心)再分析资料分析的结果较一致,但模拟的低云量比ISCCP(国际卫星云气候计划)观测值显偏少。利用ISCCP低云量与由NCEP再分析温度场分析的低层整体稳定度之间的回归关系,修改了CCM3中低云参数化方案,并用于敏感性试验,以研究副热带东太平洋低云对FGCM-0中“双ITCZ”的影响。结果发现,修改的方案能显增强对低云量的模拟,秘鲁沿岸冷海域低云量增加能显减弱赤道以南热带东太平洋海表面温度(SST)的暖偏差,但同时也将使赤道冷舌增强、向西伸展更远;加利福尼亚沿岸低云量增加可以有效减弱赤道以北ITCZ区SST暖偏差。为了检验秘鲁沿岸SST与低云间的正反馈,又实施了一个控制秘鲁沿岸SST的敏感性试验,结果表明：控制秘鲁沿岸SST抑制其增暖,对自东南太平洋向西北至中、西赤道太平洋广大区域产生的影响,与增加秘鲁沿岸低云量产生的影响相似。 相似文献
2.
利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对2007年7月3—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行多组数值模拟试验。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响;在降水率及地面要素的模拟上,各方案在降水中后期的模拟差异明显大于降水发生阶段;不同边界层方案的选取对于降水时段内的水平风场、垂直运动和假相当位温的垂直分布都产生影响,直接影响降水时空分布的模拟;不同方案都模拟出了在降水发生之后不同于晴空日变化的湍流动能垂直分布,经分析发现与局地较强的垂直风切变和近地面强湍流气团被抬升有关,而浮力项起着耗散作用;各方案的湍流交换特征与湍流动能特征基本吻合,相比于其他方案,MYJ方案在降水区域的湍流动能及湍流交换强度明显偏弱,对热通量的输送也偏弱;GBM方案在边界层内的湍流混合偏弱而在边界层以上湍流混合显著偏强,热通量输送在边界层以上的高度上误差明显,影响了对降水区域气象要素的模拟能力,仍需要进一步改进。 相似文献
3.
长江下游地区不同边界层参数化方案的试验研究 总被引：13，自引：5，他引：8
利用中尺度数值模式WRFV3.1.1中的MYJ、QNSE、YSU、ACM2、MYNN2.5、MYNN3、Boulac七种不同边界层参数化方案,进行了发生在长江下游地区的3例暴雨的模拟试验.重点分析比较了七个不同边界层参数化方案对降水总量分布、次降水区的边界层结构、关键基本气象要素场的模拟能力,并将降水总量和关键基本气象要素场的模拟结果与实测结果进行了统计检验.通过对比,发现QNSE方案的模拟能力相对优于其他边界层参数化方案. 相似文献
4.
WRF模式中QNSE方案的湍流长度尺度系数的调整试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
边界层参数化方案中湍流混合对数值模拟起着重要的作用,湍流混合作用的恰当描述对于温度、湿度、风场以及降水的准确模拟至关重要。我国长江中下游流域人口密集,暴雨灾害频发,很有必要寻找一种适合该地区降水模拟的边界层参数化方案。本文运用WRF（Weather Research and Forecasting）中尺度数值模式,以QNSE（Quasi-Normal Scale Elimination）边界层参数化方案为基础,将其中湍流混合长度尺度系数调整为可变参数。本文将Noh et al.（2003） 提出的Prandtl公式与Janji?提出的修正湍流长度尺度系数的方法相结合,通过考虑非局地项的强迫、地表稳定度与边界层高度对湍流长度尺度系数的影响,强调大气的动力结构特征与热力结构特征对湍流混合的共同影响,从而提高QNSE边界层参数化方案在不同地理环境下的模拟能力。文章通过进行长江中下游地区的典型暴雨试验,将调整参数后的QNSE方案与原方案进行比较,重点分析调整参数后的方案与原方案对关键基本气象要素场、边界层结构特征以及降水的模拟能力,并将模拟结果与观测结果进行对比,结果表明:调整参数后的方案一定程度上改进了地表温度、边界层结构以及降水的模拟效果。进一步研究表明,调整参数后的方案主要通过改变边界层混合缓解水汽混合比、位温模拟方面的误差。 相似文献
5.
根据1987年11月20日在乌鲁木齐地窝铺机场上空,获得的一次低云(S_1)探测资料,分析研究了这次低云中的云粒子浓度、平均直径、含水量及尺度谱的垂直分布特征. 相似文献
6.
为提高大气数值模式的模拟能力,改进大气边界层水汽、热量湍流输送计算和大雾天气的模拟效果,选用WRF三维非静力模式,采用具有局地和非局地垂直湍流尺度自适应计算能力的MYNN_SA参数化方案,对2017年12月28—29日我国华北—江淮地区的大范围浓雾过程进行了数值模拟研究,探讨从中尺度到灰区尺度分辨率范围,模式的尺度自适应大气边界层湍流参数化方案对稳定大气边界层发展、湍流输送和大雾天气模拟的影响。利用中国地面气象站观测资料和ERA5再分析数据,在接近灰区尺度的网格分辨率上,利用尺度自适应大气边界层湍流MYNN_SA参数化方案较之中尺度参数化MYNN方案,可明显改善次网格湍流输送计算,以及陆地浓雾的强度、空间分布和时间演变特征,可更精确地模拟云水混合比、逆温层和雾区的垂直结构。 相似文献
7.
RegCM3积云参数化方案对中国南方夏季强降水过程模拟的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
利用区域气候模式RegCM3的最新并行版本,选择Anthes-Kuo、MIT-Emanuel和Grell 3种积云参数化方案,对2003年7月发生在淮河流域的强降水过程进行了多组模拟试验,重点分析比较了3种参数化方案对降水总量分布、主要降水时段和基本气象要素场的模拟能力,并相对实测降水和要素场进行了统计检验.对比分析试验结果,发现RegCM3对中国南方夏季强降水具有较好的模拟能力,不同参数化方案对中高层流场特征的模拟没有实质性差异.但对低层850 hPa流场结构 (切变线、副高、低空急流、湿舌等) 和水汽输送状况模拟存在一定差异,这也是它们能否正确模拟降水分布及过程、强度等特征的关键,也是Kuo方案降水模拟效果相对优于其他两种参数化方案的主要原因. 相似文献
8.
GRAPES全球模式浅对流过程和边界层云对低云预报的影响研究 总被引：5，自引：3，他引：2
在GRAPES全球模式云方案中加入浅对流卷出过程和边界层云对云水（冰）、云量的影响,改进模式低云预报,模拟比较改进前后预报结果,并与CERES（云和地球辐射能量系统）及YOTC（热带对流年科学计划）资料进行对比分析。结果表明：考虑浅对流卷出过程和边界层云后,主要增加了模式700 hPa以下低云量及低云中液态水凝物含量,改进后的结果与实际观测更接近。其中边界层层积云主要影响大气边界层顶附近较薄的一层云,影响厚度不超过200 hPa,浅对流卷出过程对云水和云量大小的影响与边界层云相当,而影响厚度则更广,对地面到700 hPa间的低云都会产生一定影响。进一步研究表明,由于低云预报的改进促进了地表和大气层顶云长短波辐射强迫的预报,云的辐射强迫得以增加。 相似文献
9.
对云层垂直结构的准确参数化描述是数值天气预报模式准确计算长短波辐射通量、辐射加热率廓线、云反射率、云辐射效应等参数的重要基础,但地基观测数据无法对模式预报的云层垂直分层情况进行验证。文章基于卫星资料Collection5版本的MODIS云产品MOD06,利用国际上能够较准确判别云层垂直分层的一个新算法,以反演的高、中、低云发生频率和云顶气压结果,评估美国国家环境预报中心(NCEP)北美中尺度模式NAM的云层垂直结构。2006年7～10月北美地区(153°～48°W,12°～62°N)的评估结果表明:①卫星反演和模式预报的高、中、低云的云量区域分布比较相似,尤其是高云。热带太平洋地区模式预报高云量大于卫星反演值。模式预报的低云在墨西哥及北美大陆、大西洋地区更多。②卫星反演和模式预报中云发生频率的差异最小,模式预报高云和低云发生频率峰值比卫星反演的峰值更大,且云顶出现的高度更高。③模式预报中云量和低云量的纬度平均值比卫星反演的高,尤其是低云量。NAM的云参数化有待于进一步改进。 相似文献
10.
11.
1. Introduction Clouds are active factors in the climate system, and have significant influences on the global hydrolog- ical and thermal budgets. More and more the climate model developers and researchers have realized the im- portance to appropriately describe the interactions be- tween cloud and radiation in the atmospheric general circulation model (AGCM). It is well known that cloud is one of the contributing factors to the uncertainties in the simulation of climate by AGCM. Especiall… 相似文献
12.
GRAPES_Meso区域模式积云计算方案引进及预报效果检验 总被引：1，自引：0，他引：1
云量在模式中的准确模拟既是一个重点问题,也是一个难点问题。经评估发现,在GRAPES_Meso（Global/Regional Assimilation and PrEdiction System）模式中存在模拟云量偏少的问题,而ECMWF模式中的积云云量计算方案对云量模拟具有一定优势。鉴于此,本文借鉴ECMWF积云云量计算方案对GRAPES中尺度模式中的云量计算方案进行了适当改进,并通过影响试验模拟三维云量和地面温度来验证其改进效果。结果表明:较改进前,改进云量方案模拟的云量增多,单层云量更加准确,垂直方向云层结构改进效果明显;地面温度与观测值对比误差减小。综合分析模拟结果,认为改进云量计算方案在GRAPES模式中对云量和地面温度的模拟有较好的改进。 相似文献
13.
Impacts of an improved low-level cloud scheme on the eastern Pacific ITCZ-cold tongue complex 总被引：1，自引：0，他引：1
A statistically-based low-level cloud parameterization scheme is introduced, modified, and applied in the Flexible coupled General Circulation Model (FGCM-0). It is found that the low-level cloud scheme makes improved simulations of low-level cloud fractions and net surface shortwave radiation fluxes in the subtropical eastern oceans off western coasts in the model. Accompanying the improvement in the net surface shortwave radiation fluxes, the simulated distribution of SSTs is more reasonably asymmetrical about the equator in the tropical eastern Pacific, which suppresses, to some extent, the development of the double ITCZ in the model. Warm SST biases in the ITCZ north of the equator are more realistically reduced, too. But the equatorial cold tongue is strengthened and extends further westward, which reduces the precipitation rate in the western equatorial Pacific but increases it in the ITCZ north of the equator in the far eastern Pacific. It is demonstrated that the low-level cloud-radiation feedback would enhance the cooperative feedback between the equatorial cold tongue and the ITCZ. Based on surface layer heat budget analyses, it is demonstrated that the reduction of SSTs is attributed to both the thermodynamic cooling process modified by the increase of cloud fractions and the oceanic dynamical cooling processes associated with the strengthened surface wind in the eastern equatorial Pacific, but it is mainly attributed to oceanic dynamical cooling processes associated with the strengthening of surface wind in the central and western equatorial Pacific. 相似文献
14.
The planetary boundary layer turbulence and moist convection parameterizations have been modified recently in the NASA Goddard Institute for Space Studies(GISS) Model E2 atmospheric general circulation model(GCM; post-CMIP5,hereafter P5). In this study, single column model(SCM P5) simulated cloud fractions(CFs), cloud liquid water paths(LWPs)and precipitation were compared with Atmospheric Radiation Measurement(ARM) Southern Great Plains(SGP) groundbased observations made during the period 2002–08. CMIP5 SCM simulations and GCM outputs over the ARM SGP region were also used in the comparison to identify whether the causes of cloud and precipitation biases resulted from either the physical parameterization or the dynamic scheme. The comparison showed that the CMIP5 SCM has difficulties in simulating the vertical structure and seasonal variation of low-level clouds. The new scheme implemented in the turbulence parameterization led to significantly improved cloud simulations in P5. It was found that the SCM is sensitive to the relaxation time scale. When the relaxation time increased from 3 to 24 h, SCM P5-simulated CFs and LWPs showed a moderate increase(10%–20%) but precipitation increased significantly(56%), which agreed better with observations despite the less accurate atmospheric state. Annual averages among the GCM and SCM simulations were almost the same, but their respective seasonal variations were out of phase. This suggests that the same physical cloud parameterization can generate similar statistical results over a long time period, but different dynamics drive the differences in seasonal variations. This study can potentially provide guidance for the further development of the GISS model. 相似文献
15.
We present a second-order turbulence model for the cloudy planetary boundary layer (PBL), which includes a statistical scheme of the sub-grid scale condensation. The model contains prognostic equations for the turbulent kinetic energy, total water, and liquid water temperature, the latter two being assumed to be conservative variables. Using these conservative thermodynamic variables the condensation process is formulated as a function of the departure of the total water from saturation and its variance. The computation of the variance requires second moment correlations which are modelled through the parameterization of the third-order moments using a convective mass-flux formulation. The inclusion of these third moments and new assumptions on heat flux transport lead to a nonlocal turbulence scheme with counter-gradient effects. The final form for the heat flux turns out to be a linearized version of a previously established result. For the statistical cloud formulation, a linear combination of a Gaussian and a positively skewed distribution function is used with a modified liquid water flux expression to account fornon-Gaussian behaviour.The effect of the turbulence scheme on the boundary-layer cloud structure is discussed and the performance of the model is tested by comparing it against the large eddy simulation (LES) of the undisturbed period of the Atlantic Stratocumulus Transition Experiment (ASTEX). The model is able to produce both mean and turbulent quantities that are in reasonable agreement with the LES output of ASTEX. 相似文献
16.
The improvement of the accuracy of simulated cloud-related variables, such as the cloud fraction, in global climate models (GCMs) is still a challenging problem in climate modeling. In this study, the influence of cloud microphysics schemes (one-moment versus two-moment schemes) and cloud overlap methods (observation-based versus a fixed vertical decorrelation length) on the simulated cloud fraction was assessed in the BCC_AGCM2.0_CUACE/Aero. Compared with the fixed decorrelation length method, the observation-based approach produced a significantly improved cloud fraction both globally and for four representative regions. The utilization of a two-moment cloud microphysics scheme, on the other hand, notably improved the simulated cloud fraction compared with the one-moment scheme; specifically, the relative bias in the global mean total cloud fraction decreased by 42.9%–84.8%. Furthermore, the total cloud fraction bias decreased by 6.6% in the boreal winter (DJF) and 1.64% in the boreal summer (JJA). Cloud radiative forcing globally and in the four regions improved by 0.3%?1.2% and 0.2%?2.0%, respectively. Thus, our results showed that the interaction between clouds and climate through microphysical and radiation processes is a key contributor to simulation uncertainty. 相似文献
17.
大气边界层湍流运动是地球大气运动最重要的能量输送过程之一.当数值模式分辨率接近活跃含能湍涡长度尺度时,湍流运动被部分解析,被称为"灰色区域",传统的边界层方案不适合此时模式湍流问题的描述.为了提高模式边界层方案在包括"灰色区域"的不同网格尺度上的描述能力,适应不同分辨率模式的需要,在雷诺平均湍流理论基础上,修正Mell... 相似文献
18.
GRAPES-Meso模式浅对流云辐射效应的改进试验 总被引：1，自引：0，他引：1
在万子为等（2015）对GRAPES-Meso模式浅对流参数化改进的基础上,进一步引入了浅对流云量诊断计算,并设计旨在完善浅对流云辐射效应的浅云云量和云中水凝物的补偿方案,以改进模式低层云量偏少和浅对流云辐射效应不足的问题。通过对数值试验结果的诊断和对比分析以及与观测的比较,重点考察了浅对流云量计算与浅对流激发的协调性、浅对流云对低云补偿后所产生的辐射效应以及对模式地面要素预报的影响等,验证了改进方案的合理性与有效性。结果表明:（1）浅对流云量诊断计算合理,其云覆盖区与浅对流激发区相吻合,引入浅对流云量的计算可减小模式云量的计算偏差、使其向观测结果靠近;（2）改进方案在浅对流发生区低层0.5-4 km高度范围内,对影响模式云辐射过程的浅云云量和云中水凝物形成有效补偿,最明显的浅云补偿在1-1.5 km高度处,浅对流活跃时期浅对流过程对浅云水凝物（云水和雨水之和）的补偿量可达20%-55%;（3）云光学厚度对浅云水凝物的补偿响应合理,即水凝物的补偿引起云光学厚度增大,两者的变化特征在时空分布上十分相似,且云光学厚度之变化受云水补偿的影响比受雨水补偿的影响更明显;（4）在白天时段,浅云补偿所产生的辐射效应使模式地表太阳总辐射有所下降,缩小了与观测的偏差,进而使地表温度和地面2 m气温模拟偏差减小。改进方案在缓解模式云量偏少、地表太阳总辐射偏强和地面2 m气温偏高等方面的作用,在批量试验中得到了验证。 相似文献
19.
将WRF3.9模式的16种云微物理方案分为单参、双参两组,分别对2016年6月30日—7月4日江淮流域的一次强降水过程进行模拟。首先利用逐小时观测降水对各组模拟降水进行评估,在此基础上利用FY-2G和CALIPSO云产品数据分别评估不同方案对降水过程中总云量、云垂直结构云水含量等宏微观特征的模拟性能。结果表明:选用不同的云微物理参数化方案均能较好地模拟出该次过程的雨带位置和中心降水强度,但不同方案对云宏微观特征的模拟结果有显著差异。分析两组试验对总云量的模拟结果发现,单参方案组除Kessler暖云方案对冰云过程描述不足导致模拟的总云量显著偏高外,其他单参方案和所有双参方案均能模拟出强降水过程中总云量的时空演变特征。从云覆盖率和云水含量的垂直分布特征来看,单参方案组对600 h Pa以下中低层暖云的模拟稳定性整体略优于双参方案组;而对200～500 h Pa的冰相云模拟结果相反,双参方案组比单参试验组模拟的固水含量更加集中。将各层云覆盖率与CALIPSO云产品的对比也发现,对于低层暖云降水过程,选择如WSM3单参云微物理方案比双参方案得到的模拟云量更加接近实况,而对于以深对流为主要运动特征的冷云降水过程,选择如WDM5或WDM6这样双参云微物理方案模拟得出的高云量值更加稳定,误差也更小。 相似文献