次网格地形重力波参数化方案在青藏高原的应用及数值模拟研究

发布时间：2020-06-13 15:06

【摘要】：在GRAPES_Meso模式中引进次网格地形重力波拖曳参数化(以下简称为SOGWD)方案并通过模拟试验阐述了青藏高原地区次网格地形重力波拖曳的模拟特性,表明阻塞拖曳主要存在于模式层1-5层(第5层高度约距离地表417米),重力波拖曳主要存在于5-10层(第10层高度约距离地表1440米),阻塞拖曳主要位于青藏高原边缘地区,阻塞拖曳大值沿喜马拉雅山脉走向和青藏高原东坡,与地形标准差大的区域相对应。重力波拖曳和阻塞拖曳对应是分别由气流遇到山脉爬坡和绕流而形成的,从而接下来对决定气流过山的因子-弗劳德数进行分析,并探究气流的绕流高度,试验表明在青藏高原喜马拉雅山脉一带和高原东部边缘地区,气流具有了爬坡能力;另一部分气流不能顺利爬过山脉,则形成绕流,沿喜马拉雅山脉一带和青藏高原东部边缘绕流高度最大达第7层(距离地表约757米),青藏高原西部绕流高度在第3层左右(距离地表约182米),中部则在第2层(距离地表约107米),地形高度越高的地区绕流高度距离地表越高。最后对重力波破碎特性进行分析,重力波破碎的区域会存在驻点即风速u快速减小接近0,等熵线也会有剧烈变化,位温显著地减小,通过有无采用重力波拖曳参数化方案对比试验表明,采用该方案后,对于低层重力波破碎的发生有更准确的描述,低层重力波破碎主要发生在气流爬坡的位置和下坡的位置,也模拟出了CTRL试验没有模拟出的高层重力波破碎的影响。通过一次个例的统计检验表明,SOGWD的引入,高度场、风场和温度场更接近大气真实情况,风场和温度场的均方根误差有明显较小,改善了降水落区偏西和强度偏弱的偏差,对于漏报现象有改善。批量试验检验结果表明采用次网格地形和总理波拖曳参数化方案对于风场、温度场和降水模拟有正效果,降低了模式漏报率。
【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】：2016
【分类号】：P435;P433

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本文编号：2711351