基于观测资料的MYNN边界层参数化方案的改进

发布时间：2020-08-08 17:36

【摘要】：Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino(MYNN)边界层参数化方案是一个二阶闭合方案,它是采用大涡模拟结果对Mellor-Yamada边界层方案进行闭合优化的产品,改善了边界层对水汽分布和浅对流的描述效果。然而当把该方案应用到不同下垫面边界层物理过程的模拟时,对一些观测站的湍流通量、稳定度函数以及其他气象变量的计算有一定的偏差。于是我们尝试利用我国不同下垫面上的边界层观测气象要素和通量资料对MYNN边界层参数化方案改进,改进主要从以下几方面进行:通过对观测的稳定度参数和湍流通量的拟合改进了湍流长度尺度中的经验常数;通过对长时间的湍流方差和协方差的值进行统计改进了方案中闭合常数;在热通量预报方程中加入三阶湍流通量项改变了方案中稳定度函数的表达式。基于这些变化,把该方案应用到我国不同下垫面的五个站点上对边界层物理过程进行模拟并与观测值对比验证发现,改进的MYNN方案减小了湍流长度尺度的值,湍流动量、感热通量的值也明显减小,改善了边界层气象要素空间分布和时间变化。进一步利用改进的MYNN边界层参数化方案对我国2009年3月17日黄海海雾以及2011年12月4日华北地区大雾过程进行模拟,发现改进的MYNN能够更好地模拟出两次雾过程雾区的云水混合比,其空间分布与卫星云图观测更加符合,并更好地给出雾区的稳定层结,并改善雾区位温以及比湿的垂直分布。
【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;P456.7

【参考文献】