An improvement of the mass flux convection parameterization scheme and its sensitivity tests for seasonal prediction over China   总被引：1，自引：1，他引：0  

PING Fan  GAO Shouting  WANG Huijun 《大气科学进展》2003,20(6):978-990

A modified cumulus parameterization scheme, suitable for use in a seasonal forecast model, is presented. This parameterization scheme is an improvement of the mass flux convection scheme developed by Gregory and Rowntree (1989; 1990). This convection scheme uses a “bulk” cloud model to present an ensemble of convective clouds, and aims to represent shallow, deep, and mid-level convection. At present,this convection scheme is employed in the NCC T63L20 model (National Climate Center, China Meteorological Administration). Simulation results with this scheme have revealed some deficiencies in the scheme,although to some extent, it improves the accuracy of the simulation. In order to alleviate the deficiencies and reflect the effect of cumulus convection in the actual atmosphere, the scheme is modified and improved.The improvements include (i) the full estimation of the effects of the large-scale convergence in the lower layer upon cumulus convection, (ii) the revision of the initial convective mass flux, and (iii) the regulation of convective-scale downdrafts. A comparison of the results obtained by using the original model and the modified one shows that the improvement and modification of the original convection scheme is successful in simulating the precipitation and general circulation field, because the modified scheme provides a good simulation of the main features of seasonal precipitation in China, and an analysis of the anomaly correlation eoetfieient between the simulation and the observations confirms the improved results.  相似文献   

不同对流参数化方案试验中凝结加热的特征及对暴雨中尺度模拟结果的影响   总被引：10，自引：4，他引：10       下载免费PDF全文

王建捷  周斌  郭肖容 《气象学报》2005,63(4):405-417

使用20 km分辨率的MM5模式,分别选用KUO,GRELL,KAIN-FRITSCH和BETTS-MILLER(以下简称KU,GR,KF和BM)等4种不同对流参数化方案,对1996年8月3~4日石家庄特大暴雨过程作数值模拟试验,分析比较了4个不同试验中网格尺度(显式方案)和次网格尺度(对流参数化方案)凝结加热的水平、垂直分布和时变特征;研究探讨了凝结加热分布及差异对暴雨中尺度模拟结果的可能影响。分析显示,暴雨过程中,4个不同对流参数化方案试验所得到的次网格尺度凝结加热基本都呈单峰特征、加热峰值在对流层中层,但加热层厚度和强度在不同试验间存在差别;4个试验的网格尺度凝结加热的垂直范围表现出较好的一致性,加热重心位于对流层低层,但加热强度仍有所不同;GR和KF及BM试验的总凝结加热率的垂直分布特征主要受其网格尺度凝结加热率特征的影响、加热重心在对流层低层,而KU试验的总凝结加热率的垂直分布特征由其次网格尺度凝结加热率特征所决定、加热重心在对流层中层。研究表明,尽管4个试验在暴雨期间总凝结加热的垂直分布差异并不显著,但对暴雨中尺度模拟的影响却不能忽视。凝结加热的分布特征及演变直接影响与暴雨发生发展密切关联的物理量场的中尺度结构和演变;凝结加热对暴雨中尺度的影响具有连锁性,由加热差异波及局部环流细致结构和强度及其变化的差异,进而影响暴雨发生发展的细致特征。在20 km或更高一些分辨率的条件下,对于描述温带/中纬度暴雨的发展和结构,选用KF方案得到的模拟结果可能更具物理合理性;而KU方案模拟结果容易出现格点气柱的水汽和温度被过量调整的不合理情况。要得到一个可信的中尺度模拟结果,对降水模拟结果进行细化特征的验证、特别是随时间演变特征的验证分析是非常重要的,因为降水的细致演变特征与凝结加热及与之相联系的物理量场的中尺度演变特征密切关联。  相似文献   

Combination of Dependent Realizations Within the Gradual Deformation Method     

Lin Y. Hu 《Mathematical Geology》2002,34(8):953-963

Gradual deformation is a parameterization method that reduces considerably the unknown parameter space of stochastic models. This method can be used in an iterative optimization procedure for constraining stochastic simulations to data that are complex, nonanalytical functions of the simulated variables. This method is based on the fact that linear combinations of multi-Gaussian random functions remain multi-Gaussian random functions. During the past few years, we developed the gradual deformation method by combining independent realizations. This paper investigates another alternative: the combination of dependent realizations. One of our motivations for combining dependent realizations was to improve the numerical stability of the gradual deformation method. Because of limitations both in the size of simulation grids and in the precision of simulation algorithms, numerical realizations of a stochastic model are never perfectly independent. It was shown that the accumulation of very small dependence between realizations might result in significant structural drift from the initial stochastic model. From the combination of random functions whose covariance and cross-covariance are proportional to each other, we derived a new formulation of the gradual deformation method that can explicitly take into account the numerical dependence between realizations. This new formulation allows us to reduce the structural deterioration during the iterative optimization. The problem of combining dependent realizations also arises when deforming conditional realizations of a stochastic model. As opposed to the combination of independent realizations, combining conditional realizations avoids the additional conditioning step during the optimization process. However, this procedure is limited to global deformations with fixed structural parameters.  相似文献   

MM5中新边界层方案的引入和对比试验   总被引：10，自引：4，他引：10       下载免费PDF全文

江勇  赵鸣 《气象科学》2002,22(3):253-263

本文介绍了一种新的边界层方案，即E－ε－1方案，并用五种层结下的通量廓线关系计算地面通量，将其引入到中尺度数值天气预报模式MM5中，并用新的边界层方案对江淮流域存季暴雨进行了短期模拟，与此同时，对新的方案和模式原有的各种边界层方案作了比较，对此得到了一些有价值的结果。  相似文献   

中尺度数值模式中湿过程参数化的敏感性试验          下载免费PDF全文

俞小鼎  E. Richar  R. Rosset 《大气科学》1995,19(6):645-653

本文利用一个三维中尺度模式，分别采用两种不同的湿过程处理方案ＦＰＡ和ＮＣＡ模拟同一个洋面冷锋个例，以考察模拟结果对湿过程参数化方案的敏感性。两种方案的区别在于前一种使用了次网格湿对流参数化而后者没有。通过比较分别使用ＦＰＡ和ＮＣＡ方案所进行的模拟ＦＰＳ和ＮＣＳ，发现冷锋结构在两者间出现较大差异。从８５０ hPa等压面|Δθe|等值线图所显示的结构看，ＮＣＳ中冷锋呈现为一长一短两条锋带，而ＦＰＳ中冷锋仅呈现为一条锋带。在相应的冷锋横向垂直剖面中，ＮＣＳ中存在两个相邻的锋面垂直环流，而ＦＰＳ中只有一个。另外，ＮＣＳ中对流不稳定的冷锋区出现垂直运动过分发展的现象，而ＦＰＳ中不存在这个问题。通过与卫星云图比较，我们注意到，ＮＣＳ中尽管出现了垂直运动过分发展的现象，但相对于ＦＰＳ而言，其模拟的冷锋结构与实际较为接近，成功地模拟出云图上显示的双冷锋结构。ＮＣＳ中垂直运动过分发展的一个重要原因是模式中采用的静力平衡近似。ＦＰＳ中次网格对流参数化方案的使用，通过减少甚至消除对流不稳定度，一方面使垂直运动的过分发展倾向受到约束，另一方面也可能使在对流不稳定层结下的锋区环境中本应出现的中尺度结构失去了形成的机会。  相似文献   

暴雨过程中积云对流反馈作用的诊断研究   总被引：6，自引：0，他引：6  

汪钟兴 《气象》1994,20(2):3-10

根据各收支方程讨论，概述了各研究者采用直接和间接的方法，计算得出长江流域梅雨期暴雨过程中各源汇的空间分布特征。虽然个例，地区和资料不同，其结果各有差异，易比较，但次网格尺度运动对不尺度环境场的反馈作用均非常显著，因而在设计暴雨预报的数值模式时，参数化方案是必不可少的。  相似文献   

云和辐射 （II）:环流模式中的云和云辐射参数化   总被引：1，自引：2，他引：1  

赵高祥  汪宏七 《大气科学》1994,18(Z1):933-958

这一部分论述了在环流模式中应用的各种云参数化和云辐射参数化方案。云参数化分为云的诊断和预报二大类，云辐射参数化则包活云光学性质的参数化和云整体辐射性质（反射率、透过率、吸收率和发射率）的参数化。  相似文献   

国外中期数值预报业务模式的性能及发展趋势   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

杨学胜 《气象》1997,23(1):3-10

作者简单介绍了国内预报员较为熟悉的欧洲中期天气预报中心，美国国家气象中心和日本气象厅三个中期预报模式的性能及预报效果，包括近几年颇为流行的半拉格朗日时间积分方案，物理过程参数化方案的完善和改进，中期数值预报业务模式的发展趋势等。  相似文献   

SOME NEW UNDERSTANDINGS OF LAND-SURFACE PROCESSES IN ARID AREA FROM THE HEIFE     

胡隐樵  高由禧 《Acta Meteorologica Sinica》1996,(2)

The survey for the HEIFE(Atmosphere-Land Surface Processes Experiment at Heihe RiverBasin,Western China)is given in the paper.The following basic subjects for land-surface process-es in arid areas are studied:(1)the general characteristics of the energy budget on ground surfacein arid areas;(2)the parameterization of the land surface processes;(3)the interaction betweenoasis and its desert circumstances,a special phenomenon in arid areas.The analysis shows that thesensible heat flux in the surface energy budget is in the majority,and the latent heat flux may beneglected.The influence of atmospheric stratification stability on the turbulent transfer of energyand substance must be considered in parameterization of land surface processes in arid areas.The“cold island effect”phenomenon in oasis and the“humidity inversion”phenomenon in desert nearoasis are the result of the interaction between them.The results would improve the understandingof land surface processes in arid areas.  相似文献   

“93.5”黑风暴发展结构和不同模式分辨率的数值试验   总被引：25，自引：0，他引：25       下载免费PDF全文

程麟生  马艳 《应用气象学报》1996,7(4):385-395

1993年5月4～6日在我国西北部地区发生了一次“黑风暴”。用改进的MM1和高分辨PBL参数化及40 km细网格控制试验能基本上模拟出“93.5”黑风暴的结构和演变。模拟结果表明，黑风暴发展时段，在PBL内与一个中尺度气旋性强涡旋相伴，在对流层内与一个垂直涡柱相伴。这个伸展至对流层顶的涡柱下（上）半部是与低（高）空强烈辐合（辐散）入（外）流相伴的气旋（反气旋）性涡柱。该黑风暴结构不同于一般锋面结构，其主要判别是:界面坡度陡，θe水平梯度大，斜压性强，PBL内暖心明显。该暖心结构与下垫面剧烈热力强迫有关。不  相似文献