边界层参数化方案对一次梅雨锋暴雨湍流交换特征模拟的影响

发布时间：2021-04-29 12:36

　　利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对于2007年7月3～5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行了多组数值模拟试验,对比了不同方案对于降水以及边界层动力热力结构的模拟效果,同时对暴雨期间边界层热通量输送、湍流动能变化与收支特征进行了分析并对不同方案模拟得到的特征进行了比较。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较为显著的影响;在降水率以及地面要素的模拟上,各方案在降水中后期的模拟差异明显大于降水发生阶段;不同边界层方案的选取对于降水时段内的水平风场、垂直运动、假相当位温的垂直分布产生影响,直接影响了降水时空分布的模拟;不同方案都模拟出了在降水发生之后不同于晴空日变化的热通量输送与湍流动能垂直分布,经分析发现该特征与局地较强的垂直风切变以及近地面强湍流气团被抬升有关,而浮力项起着耗散作用,其中BouLac方案的各收支项都偏小,而GBM方案的湍流输送项在TKE收支中起到了重要作用;各方案的湍流交换特征与湍流动能特征基本吻合,相比于其他方案,MYJ方案在降水区域的湍流动能以及湍流交换强度明显偏弱,对热通量的输送也偏弱;GBM方案在边界层内的湍流混合偏弱而在边界层以... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 梅雨锋暴雨的研究以及与边界层的联系
        1.2.2 边界层过程对于强天气的作用
        1.2.3 边界层参数化对于边界层特征模拟的影响
        1.2.4 边界层参数化对于降水模拟的影响
    1.3 问题的提出及本研究创新点
        1.3.1 主要研究问题的提出
        1.3.2 内容安排与研究创新点
第二章 数值模式与边界层方案介绍
    2.1 WRF模式介绍
    2.2 边界层参数化方案介绍
第三章 数值试验设计与模式结果分析
    3.1 暴雨个例介绍与天气形势分析
    3.2 模式参数设置与资料简介
    3.3 试验设计
    3.4 试验结果分析
        3.4.1 降水模拟结果
        3.4.2 基本气象要素
        3.4.3 垂直速度
        3.4.4 假相当位温
    3.5 本章小结
第四章 梅雨锋暴雨期间边界层通量输送与湍流发展特征
    4.1 热通量输送的时空变化特征
    4.2 湍流动能的时空变化特征
    4.3 湍流动能的收支
    4.4 本章小结
第五章 边界层参数化方案对梅雨锋暴雨湍流交换特征模拟的影响
    5.1 湍流动能
    5.2 湍流动能收支
    5.3 湍流交换系数
    5.4 热通量输送
    5.5 本章小结
第六章 结论与讨论
    6.1 本文主要结论
    6.2 问题与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]边界层准静止干线触发的中尺度暴雨机理分析[J]. 王晓玲,王海燕,王珊珊,吴翠红,张萍萍.  高原气象. 2015(05)
[2]梅雨锋上边界层中尺度扰动涡旋的个例研究[J]. 沈杭锋,章元直,查贲,陈勇明,翟国庆.  大气科学. 2015(05)
[3]一次华北暴雨过程中边界层东风活动及作用[J]. 吴庆梅,刘卓,王国荣,翟亮,丁青兰.  应用气象学报. 2015(02)
[4]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)
[5]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)
[6]黄土高原复杂地形上边界层低空急流对近地层湍流的影响[J]. 梁捷宁,张镭,田鹏飞,曹贤洁,王宏斌,闭建荣.  地球物理学报. 2014(05)
[7]风切变对边界层对流影响的大涡模拟研究[J]. 黄倩,王蓉,田文寿,左洪超,张强.  气象学报. 2014(01)
[8]利用激光雷达结合数值模式估算兰州远郊榆中地区夏季边界层高度[J]. 赵世强,张镭,王治厅,王腾蛟,张磊,梁捷宁.  气候与环境研究. 2012(05)
[9]“0907”长江下游梅雨锋暴雨的数值模拟和诊断分析[J]. 赵娴婷,苗春生,于波.  气象科学. 2012(02)
[10]梅雨锋上两类中尺度对流系统形成的边界层特征[J]. 许长义,林永辉,管兆勇.  大气科学学报. 2012(01)

硕士论文
[1]参数化及资料同化对台风Morakot数值模拟的影响[D]. 孙敏.南京大学 2012



本文编号：3167541