NUMERICAL SIMULATION STUDY OF HAIL CLOUD-PART Ⅰ:THE NUMERICAL MODEL          下载免费PDF全文

Hong Yanchao  Fan Pen 《Acta Meteorologica Sinica》1999,13(2):188-199

In order to study mechanisms of hailstone formation and hail suppression with seeding and to obtain optimum seeding technique for hail cloud,a 3-D compressive numerical seeding model for hail cloud is developed.The water substance in hail cloud is divided into 8 categories,i.e.,water vapor,cloud droplet,raindrop,ice crystal,snow.graupel,frozen drop and hail,and the detailed microphysical processes are described in a spectrum with two variable parameters and more reasonable particle number/size distributions.Then,the model is able to predict concentration and water content of various particles.Especially.it can calculate the number of hailstones whose cores are graupel or frozen drop and apply to study mechanism of hailstone formation.Additionally,a conservative equation of AgI as seeding or glacigenous agent is found and nucleation by condensation of artificial nucleus,and nucleation by freezing of cloud droplet or rain drop which contact with AgI particle are considered.The dynamic energy flux of hail shooting on ground is used to verify seeding effect.Therefore the model is also used to study mechanism of hail suppression with seeding and the seeding technique.  相似文献   

EFFECTS OF BOUNDARY LAYER PARAMETERIZATION ON THE MONTHLY MEAN SIMULATION^*     

Zhang Qiong  Qian Yongfu 《Acta Meteorologica Sinica》1999,13(1):73-85

Treatments of the boundary layer in a five-layer primitive equation model with mixed P-σ coordinates are improved by incorporating similarity theory,which is widely used at present.Two kinds of parameterization schemes of the boundary layer are designed,and static test and numerical simulation are performed.It is found that the iterative scheme can fairly improve the simulation of the mean climate field in July.The abnormally strong heat low over the Tibetan Plateau is weakened to some extent.  相似文献   

冻土模式的改进和发展   总被引：7，自引：0，他引：7  

李倩  孙菽芬 《地球科学进展》2006,21(12):1339-1349

本研究首先对当今常用的冻土模式进行了改进。以土壤总焓和土壤水总质量替代原来的温度和体积水含量作为方程预报量,使冰水相变速率项变为诊断量,避免了原冻土模式计算过程中由于冰水相变速率项预估的误差造成计算过程中的温度偏差。同时对该新形式模式所发展的诊断量方程组设计了合理省时的数值计算方案。实验表明,改进后模式的模拟结果与观测值有较好的吻合。此外,分析比较了目前常用的3种冻融方案的理论基础及模拟结果,发现基于热力学平衡态推导得到的包含土壤水势影响的参数化方案能很好地模拟土壤的冻融变化过程,不同的冻融方案会对土壤内的温度、水量及表面的感热和潜热模拟结果产生较大的影响。   相似文献   

青藏高原夏季砾石与有机质对土壤水热影响的数值模拟          下载免费PDF全文

陶星宇  吕世华  刘宜纲 《大气科学学报》2023,46(4):549-560

青藏高原(简称高原,下同)地形复杂,各个区域土壤条件差异较大,土壤砾石与有机质对土壤水热有较大的影响。本文使用耦合了CLM4.5的区域气候模式RegCM4.7,通过修改模式所用地表数据以及相应的土壤水热参数化方案,分别建立了砾石方案(test2)和砾石-有机质方案(test3)。模拟结果表明:test2较原方案(test1)对于高原西部的模拟效果提升明显,但对于高原东部的模拟效果欠佳。test3在test2的基础上,提升了高原中部与东部浅层土壤的模拟效果。test3的浅层土壤区域平均温度均方根误差从2.11 ℃下降到0.47 ℃,浅层土壤区域平均湿度均方根误差从0.05 mm³·mm^-3下降到0.01 mm³·mm^-3。同时,三种方案均能较好地模拟高原的地表温度。其中test3误差最小,区域平均的均方根误差从2.18 ℃下降到0.74 ℃,与再分析数据更加接近。  相似文献   

风生近惯性能通量和地形粗糙度对海洋内部混合的影响     

陈娟  乔梦甜  曹安州  宋金宝 《海洋与湖沼》2021,52(4):874-885

使用细尺度参数化方法和2015—2019年全球的Argo温盐剖面资料,分析了风生近惯性能通量和地形粗糙度对全球海洋300—600m深度的涡流扩散系数的影响。结果表明,在30°—45°N区域,月均涡流扩散系数与月平均风生近惯性能通量随时间的变化趋势较为一致,相关系数可达0.43,前者滞后1个月,与后者的相关系数可达0.65,但在其他区域二者的变化趋势相差较大;相较于中纬度和北半球,低纬度和南半球的地形粗糙度与扩散系数的相关关系更好。基于这些分析结果,拟合并建立了30°—45°N区域300—600m深度的涡流扩散系数与风生近惯性能通量和地形粗糙度的关系式。而且,用此关系式和细尺度参数化方法计算出来的扩散系数平均量级差异为0.47,且91%的值偏差小于一个量级。据此,我们给出了1—12月30°—45°N太平洋区域的涡流扩散系数的网格化结果。  相似文献   

中国2003年北极海冰调查及未来北极海冰研究战略   总被引：5，自引：1，他引：4       下载免费PDF全文

李志军  张占海 《极地研究》2004,16(3):202-210

以建立气候模式中的海冰模式为主线 ,首先回顾了国际上海冰模式发展现状和趋势 ,从现有模式机理上存在的问题说明认识海冰各物理过程的现场和实验室调查研究的关键科学问题。之后介绍了中国第二次北极科学考察中的海冰调查内容。最后结合国内调查研究能力和国际上海冰科学发展走向 ,根据国内外资料和极地海冰的客观现象 ,提出 6项战略 ,希望作为以后中国北极海冰理论和模式为背景的现场和实验室研究的方向。  相似文献   

双矩阵算法的L波段多角度玉米微波辐射参数化模型     

张谦  柴琳娜  施建成 《遥感学报》2017,21(2):182-192

双矩阵MD(Matrix-Doubling)算法是辐射传输方程的一种数值解,考虑了植被层内的多次散射信号,具有较高的模拟精度。但受限于算法的复杂性,很难直接应用到地表参数的反演中。本文以玉米覆盖地表为研究对象,基于MD算法的模拟数据,发展了一种L波段多角度微波辐射参数化模型。基于模拟数据的对比结果表明,参数化模型具有与理论模型相当的精度,两者之间的发射率误差不超过0.004(V极化)和0.007(H极化)。同时,结合黑河流域的地面实测数据,利用本论文中发展的参数化模型模拟了纯玉米像元的辐射亮温。该模拟结果与相同像元尺度上机载L波段微波辐射计(PLMR)观测亮温之间的差异基本在10 K以内。  相似文献   

北太平洋涡旋对基于细尺度参数化的海洋内部混合的影响     

陈娟  李少峰  曹安州  宋金宝 《海洋与湖沼》2020,51(2):248-257

基于Vector Geometry方法对2016—2018年的高度计资料进行涡旋识别,并使用细尺度参数化方法和Argo数据计算了涡旋附近的海洋内部扩散率,分析了北太平洋的涡旋对海洋内部混合的影响。结果显示,研究区域在涡旋影响下的平均扩散率比无涡旋影响下的值大6%,并且气旋涡增强了600—1200m深度的混合,对600—900m深度的混合影响最大,可达18%;反气旋涡明显增强了300—900m深度的混合,但对900—1200m深度的混合没有明显影响。随着与涡旋中心距离的增大,涡旋外围混合扩散率缓慢减小,涡旋内部混合扩散率变化不明显,此结果与2014年3—10月在24°—36°N、132°—152°E区域的一个个例分析结果一致。此外,随着涡旋强度的增大,海洋内部混合明显增强。统计结果表明,在研究区域, 90%的扩散率值在10~(-5.5)—10~(-4)m~2/s范围内。  相似文献   

2016年夏季北冰洋浮冰站近地层辐射和湍流通量观测     

沈辉  杨清华  孙启振  孙晓宇  赵杰臣  张林 《海洋学报》2019,41(3):12-22

2016年8月7－14日中国第七次北极科学考察期间,在83°N附近设立的长期浮冰站开展了辐射和湍流通量观测研究。结果表明,观测期间反照率变化范围为0.64~0.92,平均反照率为0.78;基于现场观测数据评估了PW79、HIRHAM、ARCSYM和CCSM3 4种不同复杂度的反照率参数化方案在天气尺度的表现,最为复杂的CCSM3结果优于其他参数化方案,但不能体现降雪条件下的反照率快速增长。浮冰区冰雪面平均净辐射为18.10 W/m2,平均感热通量为1.73 W/m2,平均潜热通量为5.55 W/m2,海冰表面消融率为（0.30±0.22） cm/d,表明此时北冰洋浮冰正处于快速消融期。冰面的平均动量通量为0.098（kg·m/s）/（m2·s）,动量通量与风速有很好的对应关系,相关系数达0.80。  相似文献   

耦合模式中海浪参数对台风浪预报的影响研究     

丁维炜  齐琳琳  赵文斌  刘潮  赵金波  孙苗芯 《海洋预报》2019,36(1):37-51

以西北太平洋一次"双台风"共同影响下的台风浪为例,针对模式中风摄入和白帽耗散、底摩擦、波破碎、波-波非线性相互作用等海浪物理过程对台风浪预报的影响进行了敏感性试验分析。在此基础上,基于各物理过程最优参数化方案探讨了耦合模式和单独海浪模式的海浪预报性能,分析了耦合模式的海浪预报场分布特征。结果表明:不同海浪物理过程参数化对于波高预报的准确性是有所差异的。在相对最优的海浪各参数化方案组合下,无论耦合模式还是单独海浪模式都能较好地反映波高的变化和分布趋势。相比而言,耦合模式对于台风浪大值区的浪高预报要比单独海浪模式的更接近观测,且可以很好地刻画出双台风影响下浪的分布演变特征,对于西太平洋台风浪的预报具有很好的适用性。  相似文献