GRAPES全球模式浅对流和边界层过程对低云预报的影响研究
发布时间：2020-05-23 21:26
【摘要】：本论文将浅对流过程和边界层过程对云预报的影响加入到现有的GRAPES全球模式云方案中,旨在改善GRAPES全球模式云方案中的低云预报,解决模式中对中低纬度地区低云云量及云水含量预报不足的问题。文章将浅对流过程和边界层过程对云量和云水(或云冰)的影响参数化到云方案的预报方程中并进行个例和批量试验。根据试验结果与观测资料的对比讨论浅对流过程和边界层过程分别对云预报的影响以及新方案对低云预报的改进效果。研究表明:边界层过程主要影响大气边界层顶附近较薄的一层云,影响厚度一般不超过200hPa,浅对流卷出过程对云水和云量大小的影响与边界层过程的影响相当,而影响厚度则更广,对地面到700hPa间的低云都会产生一定影响,同时考虑了浅对流过程和边界层过程的新方案主要增加了模式中700hPa高度以下低云量及水凝物含量,特别是热带地区的云量与云含水量。新方案对于中低纬地区海洋上空低云预报都有一定改善,其中对四大低云区:加利福尼亚西部的东太平洋地区、秘鲁西部的东太平洋地区、非洲中部以西的大西洋地区、澳大利亚西部的印度洋地区的低云预报效果改进尤为明显,低云云量和云含水量都有了较好的预报效果,较大地缩小了模式预报与观测之间的差距。另外对云辐射强迫的研究表明新方案对低云预报效果的改进也间接引起了云辐射强迫预报的改进。进一步的批量试验研究得到了与个例试验一致的结论,新方案稳定地改善了中低纬地区尤其是四大低云区的云量与云含水量的预报,表明了新云方案中的浅对流卷出过程和边界层过程对热带低云预报的重要影响,因此是全球模式云方案的重要物理过程。
【图文】：
2.3 大尺在题，对思想，无云区而是超预报方xqmaS这里对湿度M尺度宏观云GRAPES 全对于云的尺度引入了大尺内相对湿度超过一定经验方程、水汽预 =1 (acrof里xq 只包括倾向，cE 表 fA图云方案全球模式50度小于格点尺度宏观云方度的权重平验阈值时就预报方程与 2M-qq /s tsfL RC括云水一种表示蒸发项 2qsLA1 双参数云微0km 的粗分尺度的情况方案，将部平均作为格点就会启动云-凝Clausius-C 2)cpEC T水凝物，，方项。M 代表有 sfq p微物理方案主分辨率网格中况，模式采部分有云的格点平均相对凝结过程。Clapeyron 方方程中qs为有效潜热的主要过程示意中不能很好采用了 Sund格点分为有对湿度，认为Sundqvist方程结合，为饱和比湿，的辐合，表意图好解决次网格qvist 研究非有云区和无云为相对湿度采用大尺度得出了水汽f 和tf 分别达式为：格尺度云生非对流云凝云区，将有并不需要达度闭合法，汽凝结的云别为相对湿生成的问凝结时的有云区和达到 100将温度水含量:（4）湿度和相（5）
图 3 200图 4面图，原方案计算出超过 20这主要加。此60°N浅对流的低纬半球的对 30°700hPa09 年 6 月 22给出了 20图（a）（b的云量差异的当天全球00hPa，这个是由不同高此外，边界层以北的高纬流卷出过程导地区厚度较增加较北半S-60°Sa 附近。图日增加云量009 年 6 月）（c）分别异。在图（a球平均边界个厚度与边界高度层之间层导致云量纬地区亦有导致的云量较小，分布于半球多。浅间的云量影（c）代表二量的全球平均同时加入22 日加入别代表加入）中可以看界层高度 734界层顶云层互相影响造量的增加主要有一定影响，量增加的厚度于 950hPa-浅对流卷出过影响较大，二者的综合效垂直分布（a入边界层项和入不同项的方入边界层过程看出云量的4.4m 吻合，层厚度较薄一造成的，总体要分布在南但对 30°度在不同纬-800hPa 之间过程对 30°且增加的效果，与图a）加入边界和浅对流项方案与原方程、加入浅的最大增量约，其增加云一致。有小体来看云量南北纬 30°N-60°N纬度有着明显间，最大增N-60°N的云厚度也较图 3 中分析类界层项；（b）加方案云量差异浅对流过程、约位于 900云量的垂直厚部分地区厚量仍然只在较之间以及基本无影响显差别，在增加值位置略间的云量基较大，高度类似，同样加入浅对流项异纬向平均、同时加入0hPa 左右，厚度较小，厚度超过 20较浅薄的厚30°S-60°响。图（b）在南北纬 30略高于 900h基本没有影度由近地表不完全等于项；（c）均垂直剖入二者与与模式大多不00hPa，厚度中增S，对）显示，0°以内hPa，南影响
【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
本文编号：2677975
【图文】：
2.3 大尺在题，对思想，无云区而是超预报方xqmaS这里对湿度M尺度宏观云GRAPES 全对于云的尺度引入了大尺内相对湿度超过一定经验方程、水汽预 =1 (acrof里xq 只包括倾向，cE 表 fA图云方案全球模式50度小于格点尺度宏观云方度的权重平验阈值时就预报方程与 2M-qq /s tsfL RC括云水一种表示蒸发项 2qsLA1 双参数云微0km 的粗分尺度的情况方案，将部平均作为格点就会启动云-凝Clausius-C 2)cpEC T水凝物，，方项。M 代表有 sfq p微物理方案主分辨率网格中况，模式采部分有云的格点平均相对凝结过程。Clapeyron 方方程中qs为有效潜热的主要过程示意中不能很好采用了 Sund格点分为有对湿度，认为Sundqvist方程结合，为饱和比湿，的辐合，表意图好解决次网格qvist 研究非有云区和无云为相对湿度采用大尺度得出了水汽f 和tf 分别达式为：格尺度云生非对流云凝云区，将有并不需要达度闭合法，汽凝结的云别为相对湿生成的问凝结时的有云区和达到 100将温度水含量:（4）湿度和相（5）
图 3 200图 4面图，原方案计算出超过 20这主要加。此60°N浅对流的低纬半球的对 30°700hPa09 年 6 月 22给出了 20图（a）（b的云量差异的当天全球00hPa，这个是由不同高此外，边界层以北的高纬流卷出过程导地区厚度较增加较北半S-60°Sa 附近。图日增加云量009 年 6 月）（c）分别异。在图（a球平均边界个厚度与边界高度层之间层导致云量纬地区亦有导致的云量较小，分布于半球多。浅间的云量影（c）代表二量的全球平均同时加入22 日加入别代表加入）中可以看界层高度 734界层顶云层互相影响造量的增加主要有一定影响，量增加的厚度于 950hPa-浅对流卷出过影响较大，二者的综合效垂直分布（a入边界层项和入不同项的方入边界层过程看出云量的4.4m 吻合，层厚度较薄一造成的，总体要分布在南但对 30°度在不同纬-800hPa 之间过程对 30°且增加的效果，与图a）加入边界和浅对流项方案与原方程、加入浅的最大增量约，其增加云一致。有小体来看云量南北纬 30°N-60°N纬度有着明显间，最大增N-60°N的云厚度也较图 3 中分析类界层项；（b）加方案云量差异浅对流过程、约位于 900云量的垂直厚部分地区厚量仍然只在较之间以及基本无影响显差别，在增加值位置略间的云量基较大，高度类似，同样加入浅对流项异纬向平均、同时加入0hPa 左右，厚度较小，厚度超过 20较浅薄的厚30°S-60°响。图（b）在南北纬 30略高于 900h基本没有影度由近地表不完全等于项；（c）均垂直剖入二者与与模式大多不00hPa，厚度中增S，对）显示，0°以内hPa，南影响
【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
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 谭超;刘奇俊;马占山;;GRAPES全球模式次网格对流过程对云预报的影响研究[J];气象学报;2013年05期
2 胡志晋,严采蘩;层状云微物理过程的数值模拟(一)——微物理模式[J];气象科学研究院院刊;1986年01期
本文编号：2677975
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