WRF中不同积云对流参数化方案对青岛降水预报影响的对比分析     

马艳  顾瑜  陈尚 《气象与环境科学》2017,40(4):19-26

1~10 km水平分辨率是中尺度模式是否采用积云对流参数化方案的"灰色带"。基于青岛市气象局9 km分辨率WRF模式,分别选择KF、GD和BMJ三种积云对流参数化方案对青岛5次大范围降雨过程进行预报试验,分析比较不同积云对流参数化方案对青岛地区降水预报效果的影响。结果表明,这三种积云对流参数化方案对不同量级的降雨具有不同的预报性能:BMJ对小雨预报性能最佳;没有考虑积云对流参数化过程的控制试验对中雨的预报效果最好,KF方案次之;GD方案对大雨和暴雨预报效果均较好。对稳定性降水,GD方案对沿海站点降雨量预报效果较好,KF方案则对内陆站点预报性能较好;对对流性降水,BMJ方案无论是在沿海站点还是在内陆站点都有比较好的预报效果。在降雨空间分布上,对稳定性降水过程,各试验方案均模拟出了小于50 mm的降雨区,对大于100 mm强降雨区,GD方案具有较好的预报效果;对对流性降水过程,BMJ方案预报效果整体较好。  相似文献   

京津冀地区人口规模调控政策参数化路径与系统模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘小茜  马廷  裴韬  王向东  杜云艳  谢传节 《地理科学进展》2017,36(1):34-45

政策调控是实现区域社会经济均衡发展的主要手段,采用系统分析方法评估和预测政策实施效果是进行决策的重要依据。然而,当前政策制定存在目标指向性不具体、调控力度不明确、协同作用机制不清晰等问题,既阻碍了政策的有效落实,更无法开展政策实施效果分析和决策优化。其根本症结在于缺少能够量化具体的政策目标并精确指导区域管理对策的政策参数。本文提出了面向系统动力学(System Dynamic, SD)模拟的区域调控政策参数化路径。通过细化政策指标、量化政策参数和区间化调控范围等方法,将政策调控转变为系统变量形式,代入到政策交互作用的系统动力学模型中,实现对政策调控效果的模拟。本文以区域人口规模调控政策为切入点,选择京津冀地区为案例区进行实证研究。结果显示,面向系统动力学模拟的政策参数化方案很好地重现了区域人口规模政策调控过程,能有效提高调控政策实施的精确性和可操作度,并为区域调控政策的配置和优化提供理论和方法的支撑。  相似文献   

Albedo of coastal landfast sea ice in Prydz Bay,Antarctica: Observations and parameterization     

Qinghua YANG  Jiping LIU  Matti LEPPRANTA  Qizhen SUN  Rongbin LI  Lin ZHANG  Thomas JUNG  Ruibo LEI  Zhanhai ZHANG  Ming LI  Jiechen ZHAO  Jingjing CHENG 《大气科学进展》2016,33(5):535-543

The snow/sea-ice albedo was measured over coastal landfast sea ice in Prydz Bay, East Antarctica(off Zhongshan Station)during the austral spring and summer of 2010 and 2011. The variation of the observed albedo was a combination of a gradual seasonal transition from spring to summer and abrupt changes resulting from synoptic events, including snowfall, blowing snow, and overcast skies. The measured albedo ranged from 0.94 over thick fresh snow to 0.36 over melting sea ice. It was found that snow thickness was the most important factor influencing the albedo variation, while synoptic events and overcast skies could increase the albedo by about 0.18 and 0.06, respectively. The in-situ measured albedo and related physical parameters(e.g., snow thickness, ice thickness, surface temperature, and air temperature) were then used to evaluate four different snow/ice albedo parameterizations used in a variety of climate models. The parameterized albedos showed substantial discrepancies compared to the observed albedo, particularly during the summer melt period, even though more complex parameterizations yielded more realistic variations than simple ones. A modified parameterization was developed,which further considered synoptic events, cloud cover, and the local landfast sea-ice surface characteristics. The resulting parameterized albedo showed very good agreement with the observed albedo.  相似文献   

WRF模式对青藏高原南坡夏季降水的模拟分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

吴胜刚  刘屹岷  邹晓蕾  吴国雄 《气象学报》2016,74(5):744-756

利用中尺度数值模式WRF研究积云对流参数化方案、网格嵌套技术和模式分辨率对陡峭的青藏高原南坡夏季降水模拟的影响。对2006年7月青藏高原南坡地区降水的模拟分析表明:降水对积云对流参数化方案的选择很敏感,不同方案模拟的结果差异显著,采用Grell-Devenyi质量通量方案时的模拟效果优于其他方案。在此基础上,通过5种试验方案比较发现,使用积云对流参数化方案、提高模式分辨率和应用网格嵌套技术能改善降水强度和空间分布的模拟,组合使用时模拟的降水与观测资料更接近。它们均能改进风场,使得水汽的输送和辐合过程的模拟更加准确;还能影响大气的垂直加热状态,导致不同的对流发生,使垂直速度的分布趋于合理。未使用积云对流参数化方案时,大气湿度偏小,而模式分辨率和网格嵌套技术对大气湿度的影响不大。   相似文献   

引入拖曳系数参数化的海冰自由漂流模拟研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

卢鹏  李志军  韩红卫 《海洋学报(英文版)》2016,35(1):53-59

Many interesting characteristics of sea ice drift depend on the atmospheric drag coefficient(C_a) and oceanic drag coefficient(C_w).Parameterizations of drag coefficients rather than constant values provide us a way to look insight into the dependence of these characteristics on sea ice conditions.In the present study,the parameterized ice drag coefficients are included into a free-drift sea ice dynamic model,and the wind factor α and the deflection angle θ between sea ice drift and wind velocity as well as the ratio of C_a to C_w are studied to investigate their dependence on the impact factors such as local drag coefficients,floe and ridge geometry.The results reveal that in an idealized steady ocean,C_a/C_w increases obviously with the increasing ice concentration for small ice floes in the marginal ice zone,while it remains at a steady level(0.2-0.25) for large floes in the central ice zone.The wind factor α increases rapidly at first and approaches a steady level of 0.018 when A is greater than 20%.And the deflection angle θ drops rapidly from an initial value of approximate 80° and decreases slowly as A is greater than20%without a steady level like α.The values of these parameters agree well with the previously reported observations in Arctic.The ridging intensity is an important parameter to determine the dominant contribution of the ratio of skin friction drag coefficient(C_s' /C_s) and the ratio of ridge form drag coefficient(C_r'/C_r) to the value of C_a/C_w,α,and θ,because of the dominance of ridge form drag for large ridging intensity and skin friction for small ridging intensity among the total drag forces.Parameterization of sea ice drag coefficients has the potential to be embedded into ice dynamic models to better account for the variability of sea ice in the transient Arctic Ocean.  相似文献   

GPS/PWV资料在梅雨锋暴雨个例中的同化试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

贝纯纯  李昕  王元  曹建奎  曾明剑 《气象科学》2016,36(2):149-157

基于WRF(Weather Research and Forecasting Model,天气预报模式)及其三维变分同化系统3DVAR,利用江苏省GPS/PWV(PWV:Precipitable Water Vapor,GPS反演得到可降水量)资料,并将其与探空资料比对订正,针对2011年6月18日梅雨锋暴雨进行3 h循环同化模拟。在降水参数化方案敏感性试验与单点同化试验基础上,设计多组试验对6 h降水量进行TS(Threat Score)评估。结果表明:(1)同化订正GPS/PWV资料对降水预报能力显著提高,特别是大雨、暴雨量级以上的预报能力;(2)降水量的RMSE(Root Mean Squared Error,均方根误差)相比控制试验均减小,CC(Correlation Coefficient,相关系数)均增大,最显著试验RMSE从19.1 mm下降到12.6 mm,CC从0.45上升到0.74;(3)NMC方法统计的背景误差协方差条件下中雨至暴雨量级TS评分均有一定程度提高,默认的背景误差协方差在大雨以上量级TS评分大幅提高。  相似文献   

基于CLM4.5模式的季节冻土区土壤参数化方案的模拟研究     

付春伟  胡泽勇  卢珊  吴笛  樊威伟 《高原气象》2022,41(1):93-106

利用位于季节冻土区的中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站那曲/BJ观测点的野外观测数据,通过CLM4.5的单点模拟实验,分析评估了Luo土壤热导率参数化方案、Johansen土壤热导率参数化方案、Coté土壤热导率参数化方案和虚温参数化方案对土壤温、湿度的模拟能力,为将来选取最优的参数及参数化方案来更合理的模拟青藏高原土壤冻融过程为目的的工作提供依据。结果表明:(1)三种土壤热导率参数化方案模拟结果的土壤热传导率有明显差异,其中Coté方案的土壤热传导率最高,Luo方案的土壤热传导率最低。(2)三种热传导率方案均能合理地模拟出土壤温湿度的日变化趋势,Johansen方案对土壤温度年变化趋势模拟的更好,Coté方案对土壤温度模拟的数值较观测值偏离的更小,Luo方案对土壤湿度的模拟更好。(3)加入虚拟温度方程,并引入相变效率参数后,减少了模式对土壤湿度模拟的负偏差,Y-L方案在保持土壤温度较好模拟能力的基础上,能够进一步的提升土壤湿度的模拟能力。  相似文献   

基于WRF模式的清江流域降雨-径流模拟研究     

高玉芳  武雅珍  吴雨晴  顾天威  胡泊 《热带气象学报》2022,38(5):621-630

基于WRF模式,采用4层嵌套方案,选取3种积云参数化方案和7种微物理方案组成21种组合,对清江流域2016—2018年6—10月6次典型降雨事件进行数值预报,结合CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源融合降水产品,采用TS评分和FSS评分,分析不同分辨率和云微物理方案的降雨预报效果;基于较优组合方案的WRF模式与WRF-Hydro水文模式耦合进行径流模拟,分析WRF模式在水文模拟中的应用效果。结果表明:3 km和1 km分辨率对降雨中心位置及强度预报的差别不大,对降雨落区都有较好的预报能力;在积云参数化方案中,KF方案和BMJ方案的降雨预报效果优于GF方案;在微物理方案中,WSM3、WSM5、WSM6、Thompson方案的预报结果与融合数据有较好的一致性;基于较优组合方案BMJ_WSM3,将WRF模式与WRF-Hydro模式耦合,耦合模式能较好地模拟洪水过程,径流模拟相关系数都在0.67以上,且NSE最高可达0.79。   相似文献   

克拉玛依大风数值预报中的重力波拖曳方案应用研究          下载免费PDF全文

张涵斌  史永强  崔丽娜  杨程志 《大气科学学报》2022,45(1):124-134

新疆克拉玛依地区位于背风坡,长期受翻山气流形成的局地大风影响。该地区日常大风预报业务主要依托克拉玛依气象局的精细化数值预报系统,为进一步完善该系统的预报效果,本文开展了重力波拖曳参数化方案应用试验,对比分析了三组试验方案:不开启重力波拖曳、只开启外层区域重力波拖曳以及两重嵌套设置下均开启重力波拖曳的结果。试验结果表明:在克拉玛依大风预报个例中,对于山区地形背风坡处的克拉玛依站,不启动重力波拖曳会导致风速偏大和起风时间较早;开启外层重力波拖曳方案可以延迟克拉玛依站起风时间,两重区域均开启可以进一步延迟该站的起风时间,使起风时间更接近实况;对于非山区地形背风坡处的站点,在内层开启重力波拖曳会导致一定的负效果;对内层区域的统计检验结果表明不开启重力波拖曳,会使地形复杂区域风场预报存在一定的正偏差,在外层开启重力波拖曳会使正偏差有一定改善,而两重嵌套均开启重力波拖曳方案会导致非地形陡峭区域的负偏差增加。综合全区域内大风预报检验结果表明,只在外层开启重力波拖曳会获得最小的误差和较好的预报效果。  相似文献   

随机物理过程扰动方案在克拉玛依区域集合预报中的应用研究          下载免费PDF全文

史永强  张涵斌  刘郁珏  张歆然 《大气科学学报》2022,45(6):926-937

克拉玛依气象局研发了区域集合预报系统并已实现业务运行,该系统仅采用了集合变换卡尔曼滤波(ETKF)初值扰动,导致离散度发展受到限制,为改善区域集合预报的离散度,本文尝试在初值扰动基础上引入随机物理过程倾向(SPPT)模式扰动方案。通过开展SPPT方案关键参数的敏感性试验,确定了适用于本系统的参数设置,构建了初值-物理过程扰动方案(ETKF-SPPT),并与仅采用初值扰动的集合方案(ETKF)进行了对比。结果表明:ETKF初值扰动方法能够产生具有动力学结构的初值扰动,但是随着预报时效的延长,集合离散度增长很快达到饱和,并在侧边界约束下逐渐减小;ETKF初值扰动结合SPPT模式扰动可使集合离散度在各个预报时效均保持增长状态;集合预报检验结果表明,仅采用ETKF初值扰动的集合预报概率分布可靠性较低,概率预报准确性也较差;ETKF-SPPT方法可获得更好的概率预报结果,可靠性更好,均方根误差更低。对克拉玛依城区一次大风预报个例表明,ETKF方案对大风起风时间和量级把握较差,而ETKF-SPPT可以增加集合离散度,起风时间和风速预报更准确。综合而言,增加SPPT扰动可以有效改善克拉玛依区域集合预报系统的预报技巧。  相似文献