晴朗及有云条件下WRF模式中边界层参数化方案的比较研究
发布时间：2020-12-08 10:54
本文使用WRF3.4模式,分别在晴朗以及有云天气条件下,选取个例,使用五种边界层参数化方案(ACM2、BL、MYJ、MYNN2.5、YSU)对中国安徽寿县地区进行高分辨率的数值模拟,借助ARM实验中寿县观测资料,对不同气象要素以及边界层结构的模拟能力进行评估。结果表明：(1)在晴天条件下,对于近地面温湿风的模拟,白天非局地方案模拟温度更高湿度更小,更接近观测值,夜间5种方案间差异不明显；局地方案模拟的风速风向比非局地方案更靠近实测。综合全天的统计量,ACM2方案在温度和比湿上模拟最优；MYJ方案在风速和风向上模拟最优。白天不稳定层结,对于位温、比湿垂直方向的模拟,考虑更强湍流混合和夹卷效应的非局地方案,模拟的混合层高度更高、混合层内位温更高湿度更小、并且有更多的时间将物质和能量输送到更高的高度。3种局地方案湍流混合能力弱于非局地方案,但三种局地方案间混合能力也差异明显(MYN>MYJ>BL),特别是湍流混合能力最弱的BL方案,未能反应实际混合层内位温、比湿的特点。对于风速、风向垂直方向的模拟,除BL方案模拟偏差较大外,其它4种边界层参数化方案均能大致模拟。夜间稳定层结,对于...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１寿县观测点及周边下垫面情况??９??
亚热带北缘季风性湿润气候类型。各主要气候要素的变化均呈单峰型，有冬夏??长，春秋短，四季分明的特点。年平均气温为１４．８－１４．９’Ｃ。??图２．１反映了寿县观测点，所处地带农田和河流为主，为下文研究农田??下垫面的边界层参数化方案提供了很好下垫面条件。??、、?‘＇．ｒＣ‘’，?，，?，?ｓ?＊?＾??辖己巧；＇黄：：如巧衣黎：？達；齡契毅．ｉ：瑜絳異纖ｊ：磯辦象银敝鑛穿；澄Ｉ安！班，气紙！＾＾??图２．１寿县观测点及周边下垫面情况??９??
３．１试验方案设计和资料介绍??选用模式版本为ＷＲＦ３．４，模拟采用１ｘ１°ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ全球再分析资料。??数值模式采用３层双向嵌套，嵌套区域如图３．１ａ所示，最外层区域用来捕捉可??能影响局地环流的天气形势，Ｈ层模拟中也安徽省寿置（３２．５护Ｎ，?１化．７８°５），??与观测实验位置保持一致。图３．化显示模拟区域下垫面农田为主。模拟个例??为四个晴天个例，分别为２００８年０８月１９日、１１月１２日、１１月１４日、１２月??化日。四个例模式模拟３６ｈ，模式前１化数据不化每小时输出一次。时间积??分步长为６０ｓ。垂直层次为不等距６０层，其中２ＫＭ?下２８层，垂直层数加密，??便于清晰分析垂直结构。本次研究共进行５姐不同实验，每组实验分别选用的??边界层参数化方案为ＡＣＭ２、ＹＳＵ、ＢＬ、ＭＹＪ、ＭＹＮＮ２．５。具体参数如下表１；??表３．１模式配置及参数配置??分辨率?网格数?微物理方案长波福射?短波福射?陆面过程?积云对流??第—层?９ｋｍ?１１４＊１１４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｒａｇ?ｒｔｌｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第二层?３ｋｍ?］?２４＊?１２４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｍｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第兰层?化?ｍ?１５４＊１５４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｒｔｔｍｇ?Ｎｏａｈ?－??Ｉ＂?，?（ｂ）?Ｊ?？?■??—?麵??：?Ｉ?．Ｉｌｌ；川＇ｒ；＇．．１’?？巧；Ｔ’??？?
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用TWP-ICE试验资料对比两种边界层参数化方案[J]. 沈新勇,黄文彦,王卫国,郭春燕. 应用气象学报. 2014(04)
[2]不同边界层参数化方案对东亚夏季风气候模拟的对比研究[J]. 贵志成,郑益群,曾新民,强学民. 气象科学. 2014(06)
[3]边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较[J]. 黄文彦,沈新勇,王卫国,黄伟. 地球物理学报. 2014(05)
[4]边界层参数化方案及海气耦合对WRF模拟东亚夏季风的影响[J]. 王子谦,段安民,吴国雄. 中国科学:地球科学. 2014(03)
[5]复杂地形地区WRF模式四种边界层参数化方案的评估[J]. 张小培,银燕. 大气科学学报. 2013(01)
[6]高寒草原地区边界层参数化方案的适用性评估[J]. 邱贵强,李华,张宇,罗斯琼,王少影,尚伦宇. 高原气象. 2013(01)
[7]边界层参数化影响“梅花”台风的敏感性试验[J]. 王晨稀. 地球科学进展. 2013(02)
[8]复杂地形上气象场对空气质量数值模拟结果影响的研究[J]. 王颖,隆霄,余晔,左洪超,梁依玲. 大气科学. 2013(01)
[9]长江下游地区不同边界层参数化方案的试验研究[J]. 徐慧燕,朱业,刘瑞,沈杭锋,王东海,翟国庆. 大气科学. 2013(01)
[10]MYJ和YSU方案对WRF边界层气象要素模拟的影响[J]. 张碧辉,刘树华,马雁军. 地球物理学报. 2012(07)
硕士论文
[1]利用风廓线雷达探测降水相态和边界层高度的初步研究[D]. 施红蓉.南京信息工程大学 2014
[2]边界层参数化及其在中尺度数值模式中的应用[D]. 蔡芗宁.南京气象学院 2004
本文编号：2904971
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１寿县观测点及周边下垫面情况??９??
亚热带北缘季风性湿润气候类型。各主要气候要素的变化均呈单峰型，有冬夏??长，春秋短，四季分明的特点。年平均气温为１４．８－１４．９’Ｃ。??图２．１反映了寿县观测点，所处地带农田和河流为主，为下文研究农田??下垫面的边界层参数化方案提供了很好下垫面条件。??、、?‘＇．ｒＣ‘’，?，，?，?ｓ?＊?＾??辖己巧；＇黄：：如巧衣黎：？達；齡契毅．ｉ：瑜絳異纖ｊ：磯辦象银敝鑛穿；澄Ｉ安！班，气紙！＾＾??图２．１寿县观测点及周边下垫面情况??９??
３．１试验方案设计和资料介绍??选用模式版本为ＷＲＦ３．４，模拟采用１ｘ１°ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ全球再分析资料。??数值模式采用３层双向嵌套，嵌套区域如图３．１ａ所示，最外层区域用来捕捉可??能影响局地环流的天气形势，Ｈ层模拟中也安徽省寿置（３２．５护Ｎ，?１化．７８°５），??与观测实验位置保持一致。图３．化显示模拟区域下垫面农田为主。模拟个例??为四个晴天个例，分别为２００８年０８月１９日、１１月１２日、１１月１４日、１２月??化日。四个例模式模拟３６ｈ，模式前１化数据不化每小时输出一次。时间积??分步长为６０ｓ。垂直层次为不等距６０层，其中２ＫＭ?下２８层，垂直层数加密，??便于清晰分析垂直结构。本次研究共进行５姐不同实验，每组实验分别选用的??边界层参数化方案为ＡＣＭ２、ＹＳＵ、ＢＬ、ＭＹＪ、ＭＹＮＮ２．５。具体参数如下表１；??表３．１模式配置及参数配置??分辨率?网格数?微物理方案长波福射?短波福射?陆面过程?积云对流??第—层?９ｋｍ?１１４＊１１４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｒａｇ?ｒｔｌｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第二层?３ｋｍ?］?２４＊?１２４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｍｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第兰层?化?ｍ?１５４＊１５４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｒｔｔｍｇ?Ｎｏａｈ?－??Ｉ＂?，?（ｂ）?Ｊ?？?■??—?麵??：?Ｉ?．Ｉｌｌ；川＇ｒ；＇．．１’?？巧；Ｔ’??？?
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用TWP-ICE试验资料对比两种边界层参数化方案[J]. 沈新勇,黄文彦,王卫国,郭春燕. 应用气象学报. 2014(04)
[2]不同边界层参数化方案对东亚夏季风气候模拟的对比研究[J]. 贵志成,郑益群,曾新民,强学民. 气象科学. 2014(06)
[3]边界层参数化方案对边界层热力和动力结构特征影响的比较[J]. 黄文彦,沈新勇,王卫国,黄伟. 地球物理学报. 2014(05)
[4]边界层参数化方案及海气耦合对WRF模拟东亚夏季风的影响[J]. 王子谦,段安民,吴国雄. 中国科学:地球科学. 2014(03)
[5]复杂地形地区WRF模式四种边界层参数化方案的评估[J]. 张小培,银燕. 大气科学学报. 2013(01)
[6]高寒草原地区边界层参数化方案的适用性评估[J]. 邱贵强,李华,张宇,罗斯琼,王少影,尚伦宇. 高原气象. 2013(01)
[7]边界层参数化影响“梅花”台风的敏感性试验[J]. 王晨稀. 地球科学进展. 2013(02)
[8]复杂地形上气象场对空气质量数值模拟结果影响的研究[J]. 王颖,隆霄,余晔,左洪超,梁依玲. 大气科学. 2013(01)
[9]长江下游地区不同边界层参数化方案的试验研究[J]. 徐慧燕,朱业,刘瑞,沈杭锋,王东海,翟国庆. 大气科学. 2013(01)
[10]MYJ和YSU方案对WRF边界层气象要素模拟的影响[J]. 张碧辉,刘树华,马雁军. 地球物理学报. 2012(07)
硕士论文
[1]利用风廓线雷达探测降水相态和边界层高度的初步研究[D]. 施红蓉.南京信息工程大学 2014
[2]边界层参数化及其在中尺度数值模式中的应用[D]. 蔡芗宁.南京气象学院 2004
本文编号：2904971
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2904971.html
