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   

大洋细结构混合参数化方法在世界大洋环流模式中的应用     

刘又毓  范植松 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2005,35(4):534-538

在大洋环流模式中,铅直混合的参数化方法起着关键性的作用。将大洋细结构混合参数化方法首次应用于世界大洋环流模式中。使用中科院大气所(LASG)发展的20层世界大洋环流模式(OGCM)ML20,月平均风场作为强迫场,利用ML20模式在稳定初始状态下运行300a后的计算结果作为本实验进行数值模拟的初始场。该参数化方法对世界大洋环流模式的影响主要表现为：永久性温度跃层的厚度明显变薄;对深层水和底层水的模拟有改进;对南极中层水的模拟比较成功;但是对赤道海区的模拟结果欠佳。  相似文献   

基于改进Noah LSM和数值天气预报耦合模式对表层土壤湿度在典型暴雨过程中的模拟          下载免费PDF全文

ZHENG Zi-Yan  ZHANG Wan-Chang  XU Jing-Wen  YAN Zhong-Wei  LU Xue-Mei 《大气和海洋科学快报》2011,4(1):18-23

Surface soil moisture has great impact on both meso- and microscale atmospheric processes, especially on severe local convection processes and on the dynamics of short-lived torrential rains. To promote the performance of the land surface model (LSM) in surface soil moisture simulations, a hybrid hydrologic runoff parameterization scheme based upon the essential modeling theories of the Xin’anjiang model and TOPography based hydrological MODEL (TOPMODEL) was developed in preference to the simple water balance model (SWB) in the Noah LSM. Using a strategy for coupling and integrating this modified Noah LSM to the Global/Regional Assimilation and Prediction System (GRAPES) analogous to that used with the standard Noah LSM, a simulation of atmosphere-land surface interactions for a torrential event during 2007 in Shandong was attempted. The results suggested that the surface, 10-cm depth soil moisture simulated by GRAPES using the modified hydrologic approach agrees well with the observations. Improvements from the simulated results were found, especially over eastern Shandong. The simulated results, compared with the products of the Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System (AMSR-E) soil moisture datasets, indicated a consistent spatial pattern over all of China. The temporal variation of surface soil moisture was validated with the data at an observation station, also demonstrated that GRAPES with modified Noah LSM exhibits a more reasonable response to precipitation events, even though biases and systematic trends may still exist.  相似文献   

南海台风模式对台风利奇马快速增强预报能力研究     

黄燕燕  陈子通  冯业荣  张艳霞  徐道生  郑彬  靳卫卫 《气象》2024,50(5):532-546

针对台风利奇马（1909）,分析中国气象局南海台风模式（CMA-TRAMS）和欧洲中期天气预报中心高分辨率模式（HRES）对台风快速增强的业务预报情况,并基于CMA-TRAMS,从水平分辨率、初始场和边界条件、物理参数化方案等角度设计并开展数值敏感性试验。CMA-TRAMS和HRES对“利奇马”增强具有一定预报能力,但对快速增强的速度预报明显低于实况,均不能满足24h和12h快速增强标准,可达到6h快速增强标准。CMA-TRAMS采用3km分辨率对“利奇马”移动路径和强度变化的预报效果优于9km分辨率,但未改进快速增强预报效果;采用3km嵌套9km的方案,模式对台风快速增强的预报效果明显提升。采用MRF边界层参数化方案对台风路径、强度、快速增强的预报效果总体优于YSU方案。海温参数化结合32层垂直分辨率的初始场和边界条件的方案明显提高了快速增强预报效果,预报快速增强的频次、增强的最大速度更接近实况。分析表明,海温参数化方案使海气温差增大,在短时间内对大气、海洋之间的热量输送和交换有明显影响,海洋向大气输送的感热通量和台风内核区的潜热通量加强使内核更暖湿、气压负倾向增大,是预报效果改进的主要原因。  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