强降水过程谱逼近方法模拟应用与周期特征分析

发布时间：2020-05-19 06:02

【摘要】：本文首先利用滚动试验,对谱逼近方法应用于两周天气过程模拟的适用性进行考察,发现谱逼近方法能够在一定程度上对两周内天气过程的模拟带来改善效果;接着利用谱逼近系数的敏感性试验,说明谱逼近方法对于模式模拟的结果有所提高,但提高程度对谱逼近系数的变化没有显著敏感性;结合前人研究,初步得到了适用于两周天气过程模拟的谱逼近方法参数设置:只针对环流场中的纬向风场、经向风场进行谱逼近处理;截断波长为1000 km以上;谱逼近系数(逼近频率)采用逐小时的时间间隔。最后以2008年1月25日-2月5日发生在我国南方的连续性降水为试验样本,从谱周期特征的视角分析强降水过程中的低层环流特征和整层水汽特征,并剖析暴雨过程的主要水汽通道及其路径关键区的周期特征,以揭示谱逼近方法引入的外源强迫场周期信息对于模式模拟效果的重要作用。结果发现:使用谱逼近方法的试验,能够有效描述连续降水过程的落区与强度,即对降水过程的雨带空间分布和降水强度的模拟明显优于没有使用谱逼近方法的试验。对于低层受槽线、风切变线等频繁影响的区域,使用谱逼近方法的试验成功模拟出经向风场具有与实况较为一致的2-4天的显著周期特征,使得该试验对经向风场的模拟结果得到提高。综合水汽输送通道、模拟区域位置以及水汽通道超前高相关区的周期特征分析可知,使用谱逼近方法的试验可能把中南半岛东部区域这一超前高相关区的经向水汽输送信息引入模式,从而改善模式对降水区水汽收支周期特征的模拟,这可能是谱逼近方法能够改善降水模拟结果的重要原因之一。另外对于谱逼近方法没有直接作用的模式变量,经过模式内部各变量之间的相互影响,其在谱逼近方法试验中的统计结果也有不同程度提高。本文研究结果表明,通过使用谱逼近方法在积分过程中添加外源性的周期特征因素项,调整了模式与大尺度驱动场之间的协调关系,提高了两周内模式模拟水平,此方法可能会在实际数值预报业务中带来一定程度的提高作用。
【图文】：

主流模式对北半球500hPa矢量风场24小时预报的异常相关系数

主流模式对北半球500hPa矢量风场24小时预报的均方根误差
【学位授予单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P456.7;P426.6

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 李建平,丑纪范;非线性大气动力学的进展[J];大气科学;2003年04期

2 何溪澄;丁一汇;何金海;李巧萍;;中国南方地区冬季风降水异常的分析[J];气象学报;2006年05期

相关博士学位论文 前1条

1 郑志海;基于可预报分量的6-15天数值天气预报业务技术研究[D];兰州大学;2010年

，

本文编号：2670455