WRF模式中不同边界层参数化方案对一次华北暴雨模拟的敏感性试验

发布时间：2020-04-09 22:45

【摘要】：WRF是美国国家大气研究中心主导开发的中尺度数值模式。边界层参数化方案是WRF模式的重要组成部分,随着WRF模式的发展,模式中的边界层参数化方案不断增多。通过前人大量的研究发现,采用不同的参数化方案,模式模拟的暴雨发生时间、地点、强度存在差异。对某个特定的边界层参数化方案,其模拟性能对模拟区域和模拟季节非常敏感。华北是我国最主要的工农业主产区之一,有必要总结出一个相对适合华北暴雨模拟的边界层参数化方案。本文使用中尺度模式WRF,选取华北地区2010年8月17-19日一次典型的强降水过程,通过8个数值实验测试暴雨模拟结果对不同边界层方案的敏感性,研究WRF模式中不同边界层参数化方案对此次降水模拟的差异,并进一步揭示此次暴雨形成的物理机制。结果表明,采用不同的边界层方案模拟结果存在明显差异。分辨率为12km时,7个边界层方案实验均模拟出类似观测的四处较强降水,但模拟得到的降水强度和强降水中心位置与实况有所差异,NOPBL实验模拟的雨带收缩,降水相对其他模拟实验较少且更为集中。分辨率为4km时,采用边界层方案的7个实验均可见小尺度降水结构,并模拟出较多虚假降水中心,而在NOPBL试验中降水的小尺度结构不明显。检验表明：分辨率为12km时,MYJ试验的TS评分、相关系数和误差分析等整体表现最优,分辨率为4km时,BouLac试验整体表现最优。边界层方案的加入可以提高对降水分布的模拟,但是增大了降水量的模拟,并且不同的分辨率及不同的边界层方案模拟结果存在明显差异。本文对12km和4km分辨率下的各方案与NOPBL方案进行对比,沿雨带做剖面图对各诊断量进行分析。与NOPBL试验相比,加入边界层方案后,模拟的水汽输送、上升运动及涡散度绝对值显著增大。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P456.7

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