古尔班通古特沙漠大气边界层参数化方案的模拟评估[1]     

王豫  阿吉古丽·沙依提  买买提艾力·买买提依明  周成龙  高佳程 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2020,14(4):78-87

为准确描述我国最大的固定/半固定沙漠-古尔班通古特沙漠区域的大气边界层结构，本文利用该沙漠腹地2017年的梯度铁塔和通量观测数据，基于中尺度气象模式WRF (Weather Research and Forecast v3.7.1)，分析了5种边界层参数化方案在古尔班通古特沙漠的适用性。结果表明：1）采用WRF模拟沙漠腹地近地层内的边界层特征时，2m气温的模拟存在冷偏差，5种边界层参数化方案均能较好地模拟出四个季节2m气温的日变化特征，其中非局地方案ACM2(Asymmetric Convective Model version 2)对2m气温效果最好，局地方案BL方案的模拟偏差最大；2）5种边界层参数化方案均能够模拟出10m风速的日变化特征，其中局地方案BL(Bougeault-Lacarrere)对10m风速效果最佳；3）采用WRF模拟沙漠近地层内的地表通量特征时，感热通量存在高估现象，潜热通量存在低估现象，5种边界层参数化方案均能较好地模拟出四个季节模拟时间段内地表净辐射通量的日变化特征，其中局地方案MYJ(Mellor-Yamada-Janjie)的模拟精度最高。  相似文献   

荒漠戈壁下垫面表面动量和感热湍流通量参数化研究   总被引：9，自引：0，他引：9  

ZHANG Qiang  HUANG Ronghui  TIAN Hui 《大气科学进展》2003,20(1):111-118

用合理筛选以后的野外观测资料，研究了荒漠戈壁地表湍流通量参数化的问题。首先，分析了Monin-obukhov相似函数的特征，并拟台出了其经验公式。结果表明，风速和温度相似性函数随稳定度参数的变化曲线与典型经验曲线差异较小，并且在经验曲线分布范围以内，但中性时的值有所不同。同时，还用该资料给出了动量和标量粗糙度(感热粗糙度)长度的平均值及其标量粗糙度随摩擦速度的变化关系。发现标量粗糙度的平均值大约比动量粗糙度的小一个量级，并且随摩擦速度的增大而减小，但明显比其理论预测值要大。  相似文献   

华南中尺度暴雨数值预报的不确定性与集合预报试验   总被引：50，自引：0，他引：50  

陈静  薛纪善  颜宏 《气象学报》2003,61(4):432-446

利用非静力MM5模式,分析了不同积云对流参数化方案对华南暖区暴雨数值预报的不确定性影响,进行了中尺度暴雨模式扰动集合预报试验。不同对流参数化方案的对流凝结加热引起不同的局地温度扰动,通过大气内部的热力动力过程,导致垂直速度的差异,进而影响网格尺度和次网格尺度降水时间、地点和强度。后续降水再通过凝结潜热释放形成新的扰动源。不同积云对流参数化方案还可引起扰动源能量传播方式不同,最终使模拟大气的动力和热力结构有差异。针对物理过程的不确定性,使用两种模式扰动方法构造集合预报扰动模式,第一种方法是随机组合不同积云对流参数化方案和边界层方案,第二种方法是扰动Grell积云对流参数化方案中主要参数振幅。集合预报结果表明,第一种方法的集合预报效果优于第二种方法,仅扰动参数振幅值似乎还不足以反映华南暴雨预报的不确定性。单一的确定性预报在暴雨落区和强度方面的可信度不稳定,集合产品能给华南暴雨过程提供更有用价值的指导预报,具有较高的应用价值。  相似文献   

Adaptive Multiscale Permeability Estimation     

Alv-Arne Grimstad  Trond Mannseth  Geir Nævdal  Hege Urkedal 《Computational Geosciences》2003,7(1):1-25

With multiscale permeability estimation one does not select parameterization prior to the estimation. Instead, one performs a hierarchical search for the right parameterization while solving a sequence of estimation problems with an increasing parameterization dimension. In some previous works on the subject, the same refinement is applied all over the porous medium. This may lead to over-parameterization, and subsequently, to unrealistic permeability estimates and excessive computational work. With adaptive multiscale permeability estimation, the new parameterization at an arbitrary stage in the estimation sequence is such that new degrees of freedom are not necessarily introduced all over the porous medium. The aim is to introduce new degrees of freedom only where it is warranted by the data. In this paper, we introduce a novel adaptive multiscale estimation. The approach is used to estimate absolute permeability from two-phase pressure data in several numerical examples.  相似文献   

MM5模式中不同对流参数化方案的比较试验   总被引：58，自引：2，他引：58  

王建捷  胡欣等 《应用气象学报》2001,12(1):41-53

应用MM5中尺度模式, 在60、20和10 km模式分辨率下, 分别选用4种不同对流参数化方案 (KUO方案、GRELL方案、KAIN-FRITSCH方案和BETTS-MILLER方案, 以下简称KU、GR、KF和BM方案) 对1996年8月3~4日石家庄暴雨过程进行数值模拟试验.模拟结果的对比分析及其与观测的比较表明:主要雨带位置对参数化方案并不是十分敏感, 但随分辨率提高, 雨带分布特征的模拟更接近实况; 当分辨率提高到10 km时, 虚假的降水中心也明显增加; 模拟的暴雨中心强度随分辨率的提高而增强并随参数化方案的不同有所变化, 但均比实况偏弱.分析还发现, MM5模式的GR、KF及BM方案的次网格降水对总降水的贡献率随分辨率的提高而减小, 而KU方案的情况则呈现出不合理的缓慢增加态势.虽然4种方案下模拟的水平环流特征有较好的一致性, 但模拟的云物理特征和垂直运动特征还是存在一定差别的, 这种差别对定点、定量降水和天空状况、地面气温、湿度等要素的准确预报都会产生影响.因此, 在预报和模拟中应考虑预报和研究对象的特点来选择对流参数化方案.  相似文献   

东亚夏季风降水和环流数值模拟对不同对流参数化方案的敏感性   总被引：4，自引：2，他引：4  

Huang Ronghui  Wu Bingyi  Sung-Gil Hong  Jai-Ho Oh 《大气科学进展》2001,18(1):23-41

A 5-level spectral AGCM (ImPKU-5LAGCM) is used to examine the sensitivity of the simulated results of the summer monsoon rainfall and circulation in East Asia to different cumulus parameterization schemes in the climatological-mean case and in the cases of weak and strong Asian summer monsoons,respectively. The results simulated with the Arakawa-Schubert＇s(hereafter A-S＇s), Kuo＇s and Manabe＇s cumulus parameterization schemes show that these simulated distributions of the summer monsoon rainfall and circulation in East Asia depend strongly on the cumulus parameterization schemes either in the climatological-mean case or in the cases of weak and strong Asian summer monsoons. From the simulated results, it might be shown that the Kuo scheme appears to be more suitable for the simulation of the summer monsoon rainfall and circulation in East Asia than the A-S scheme or the Manabe scheme, although the A-S scheme is somewhat better in the simulations of the tropical rainfall. This might be due to that the Kuo＇s cumulus parameterization scheme is able to reflect well the characteristics of rainfall cloud system in the East Asian summer monsoon region, where the rainfall system used to be a mixing of cumulus and stratus.  相似文献   

Some remarks on cumulus parameterization     

R. S. Lindzen 《Pure and Applied Geophysics》1988,126(1):123-135

A simple parameterization of cumulonimbus convective heating is presented. The model is primarily based on preserving a moisture budget and on detraining cloud air at levels corresponding to the neutral buoyancy of the air converged at low levels. Results are compared with data from the western Pacific and GATE. Agreement is good. Suggestions are offered for improving the model and extending it to other regions.  相似文献   

可变分辨率展宽网格在区域物理参数化大气模式中的应用     

钱建华 《地球科学进展》2007,22(11):1185-1190

将有限区域展宽网格方法应用于区域物理参数化大气模式中，来检验其模拟湿物理过程的能力。展宽网格模型旨在在一个大的有限空间区域中得到我们所关注的小区域的高分辨率。运用展宽网格模型对南美地区进行模拟的结果表明：当拥有充足的物理参数集时，模型模拟效果良好；并且，如果改进计算机功率，便可得到与始终保持高分辨率模拟具有可比性的输出结果。  相似文献   

一个双波地形重力波拖曳参数化方案   总被引：4，自引：0，他引：4  

王元  唐锦赟  伍荣生 《气象学报》2007,65(5):733-743

当地形次尺度强迫的作用与显式的经典动力作用效应相当时,地形重力波拖曳力对于环流的维持,以及动量和热量通量输送的动力效应变得十分显著。这种地形次尺度拖曳作用项可通过参数化的方法,在动力方程中加入额外的小项而引入数值模式。目前成熟的地形重力波拖曳参数化方法,如第1代基于线性单波理论的参数化方案;以及侧重考虑了临界层作用等因素对拖曳力的额外贡献的第2代参数化方案,都无法有效表达风速垂直变化引起的波动应力随高度变化的特征。基于上述考虑,本文给出了一个双波参数化方案用于计算地形重力波拖曳中由线性自由传播重力波造成的波动应力的垂直分布。通过二阶WKB近似,它对由风速垂直变化引起的对波动应力的选择性临界层吸收过程和经典的临界层吸收过程做了显式处理;而在不发生临界层吸收现象的地区,则用两个单波同时在垂直方向上进行应力的传播,并利用波饱和标准进行应力耗散。进一步地在真实地形(以大别山地区为个例)条件下的测试结果表明,通过在不同理想风速廓线以及北半球冬季中纬度纬向平均风廓线下对波动应力垂直分布的计算,证明该方案确实能有效地给出应力随高度变化的特征。  相似文献   

多积云参数化方案热带气旋路径集合预报试验   总被引：1，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

郝世峰  崔晓鹏  潘劲松 《热带气象学报》2007,23(6):569-574

利用MM5模式采用5种积云参数化方案选项研究了2004～2006年共8个热带气旋路径的集合预报。结果表明，热带气旋路径预报对积云参数化方案的选取是敏感的，积云参数化方案之间优劣互补，而选择无积云参数化方案选项对热带气旋路径的预报有积极的贡献。采用3种路径集合预报方案研究的结果表明，集合方法对热带气旋路径预报有明显的改善，其中无积云参数化Grell、Betts—Miller和Kain—Fritsch4种积云参数化方案选项组合的集合预报效果最好，平均路径误差最小。  相似文献