中尺度海气浪耦合模式预报适应性比对及其在台风预报中的应用研究
【学位单位】:国防科技大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2017
【中图分类】:P732.4;P457.8
【部分图文】:
区域中尺度海气浪耦合模式以中尺度耦合器 MCT 为主导,以区域气象模RF、海洋环流模式 ROMS 和海浪预报模式 SWAN 作为分量构成。海洋模OMS 是三维非线性、自由表面和基于地形跟随坐标的斜压原始模式[36-37]。作兴的海洋模式,ROMS 可以模拟不同尺度的运动,在国外已被广泛地应用于生物、海洋地质以及海冰研究的诸多领域。大气模式 WRF[38-39]则是一个完压的非静力模式,控制方程组都写为通量形式。模式采用 Arakawa C 网格,网格有利于在具有高分辨率的模拟中提高准确性。目前模式已经实现了地形高度坐标(欧拉高度坐标)方案和地形跟随静力气压坐标(欧拉质量坐标)两种方案以供选择,时间积分采用三阶 Runge-Kutta 方案。而海浪模WAN[40-41]是由荷兰 Delft 大学开发的第三代近岸海浪模式,具有计算精度高定性好等特点。构建中采用中尺度多模式耦合器 MCT,通过 即插即拔 方式方便地连分量模式,同时通过对耦合模式各分量的积分控制函数中加入耦合控制函数以调用,实现了 WRF、ROMS 和 SWAN 三者间双向参数传递和物理量交换及对耦合模式积分运行的控制。耦合模式的组成和变量传递如图 2.1 所示。
试验验即单独运行大气模式 WRF 进行为期 4 天的 72h 预报设置如下:采用Mercator投影,模拟区域中心位置为22.9oN为 6 km,时间积分步长设定为 20s,经向和纬向网格数为 50 层,模式层顶气压设为 10 hPa。选取 2016 年 9 月 22UTC 做了连续 4 天的 72h 预报,预报结果每小时输出。模 3.1。表 3.1 控制试验中 WRF 模式参数化方案云参数化方案 微物理过程方案 长波辐射 短波辐射 边界层方Kain-Fritsch Lin RRTM Dudhia YSU试验
国防科技大学研究生院硕士学位论文图 3.2 连续 4 天耦合试验预报结果均方根误差分布图(a)2m 温度 (b)2m 相对湿度 (c)10m 风 u 分量 (d)10m 风 v 分量图 3.2 给出了对耦合模式预报各大气要素场的均方根误差统计结果。从图中可以看出,2 米温度的均方根误差在各预报时段的变化较为一致,逐 12h 的误差分别为 1.06~1.16K, 1.28~1.35K, 1.18~1.28K 和 1.38~1.56K,存在一个较为明显的昼夜变化,即白天较夜晚的误差更小;2 米相对湿度的均方根误差基本维持在 6%~8%,是在第四个预报时刻(48h)之后迅速增大;u 分量和 v 分量的均方根误差变化趋势较为一致,总体呈现缓慢上升的趋势,基本维持在 1.5~3.5 m/s。
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张晓慧;张立凤;熊春晖;彭军;;基于集合变分混合同化方法的双台风数值模拟[J];热带气象学报;2015年04期
2 汪雷;王彰贵;凌铁军;左金清;;海洋模式中垂直混合参数化方案介绍[J];海洋预报;2014年05期
3 梁书秀;严斌;孙昭晨;张怡辉;;海洋环流模式中的二阶湍流封闭格式综述[J];水利水电科技进展;2014年04期
4 赵定池;李毅;潘晓滨;臧增亮;龚佑权;;WRF-POM耦合模式对一次海雾过程的模拟试验[J];海洋预报;2014年01期
5 方长芳;张翔;尹建平;;21世纪初海洋预报系统发展现状和趋势[J];海洋预报;2013年04期
6 彭世球;刘段灵;孙照渤;李毅能;;区域海气耦合模式研究进展[J];中国科学:地球科学;2012年09期
7 邹立维;周天军;;区域海气耦合模式研究进展[J];地球科学进展;2012年08期
8 宋攀;;中尺度海气耦合模式在南海的应用展望[J];气象水文海洋仪器;2012年01期
9 刘磊;费建芳;林霄沛;章立标;令聪倩;黄小刚;程小平;;海气相互作用对“格美”台风发展的影响研究[J];大气科学;2011年03期
10 袁金南;宋丽莉;黄燕燕;陈子通;刘春霞;丁伟钰;;一种初始涡旋重定位方法及热带气旋路径数值模拟试验[J];热带气象学报;2010年03期
相关会议论文 前2条
1 杨洋;;海洋强国战略下我国海洋国土的开发利用[A];2013年中国社会学年会暨第四届海洋社会学论坛论文集[C];2013年
2 徐幼平;王斌;宇如聪;程锐;成巍;;AREM暴雨数值预报模式相关研究与应用进展[A];第26届中国气象学会年会全球和区域气候模式及极端天气气候事件的模拟研究分会场论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前1条
1 孙明华;GRAPES-ECOM-si区域海气耦合模式的发展及其对热带气旋强度预报的研究[D];中国气象科学研究院;2013年
相关硕士学位论文 前1条
1 李迎新;台风对西北太平洋气旋涡的影响[D];中国科学技术大学;2015年
本文编号:2815037
本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2815037.html