谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响
发布时间：2021-05-31 23:48
采用COAWST模式针对2015年5月1日—11月1日的台风季节活动设计了两组对比试验,探讨谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响。通过比较两种试验结果中的台风季节信息发现:谱松弛能够显著提高对台风频数、强度、气旋累积能量分布以及路径密度分布的模拟。这种改善与模式中大尺度场如环流场、位势高度场、海温的改善息息相关。由于谱松弛的作用,模式能够基本再现边界场中的大尺度信息,避免台风活动导致大尺度场发生严重漂移,同时模式自身中小尺度过程能够自由发展,这使得模拟的台风季节活动更加符合观测。
【文章来源】：海洋预报. 2020,37(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
模式模拟区域的地形高度
图2给出了2015年5月1日—11月1日期间观测数据、CFSR数据以及两组试验诊断出的台风频数的对比。CMA观测数据一共记录了20个强于TS等级的台风，其中7月、8月、9月、10月生成较多，5月、6月较少；达到TY等级的台风有16个，其中7月和10月生成较多，都达到4个。CFSR数据诊断出17个强于TS等级的台风，13个达到台风等级，各月的分布情况和观测基本一致，5月、6月偏少，7月、8月、9月、10月偏多。在未使用谱松弛的试验中，共模拟出30个强于TS等级的台风，其中达到台风等级的只有5个，可见，在未使用谱松弛的模拟中，生成了多个弱台风，而强台风却明显偏少；另外，各个月的分布情况与观测存在明显偏差，台风生成频数最高的月份为6月，达8个，而观测中6月只生成了两个台风，强于TY等级的台风的月变化也存在明显的负偏差。使用谱松弛后，模式的大尺度场在模拟过程中不断向CFSR数据调整，台风频数较NO＿SN试验明显改善，共模拟出22个强于TS等级的台风，其中达到台风等级的有12个，各个月的台风分布情况与观测也很接近，7月、8月、9月、10月份模拟出了较多的台风，强于TY等级的台风在各月频数上也存在负偏差，但比NO＿SN试验更加接近观测。图3 两组试验方案模拟的与CFSR数据及CMA观测的台风路径密度（格距2.5°×2.5°）对比
图2 两组试验方案模拟的台风频数月变化与CFSR数据及CMA观测的台风频数月变化的对比如图3所示，为2015年5月1日—11月1日期间观测数据以及CFSR数据、两组试验模拟结果中台风路径密度的分布状况。观测数据中，台风多于低纬度生成，而后向西北行进或于20°N向东北转向，路径密度分布存在两个高值区分别位于菲律宾东北至日本以南区域和135°～160°E,10°～35°N区域。CFSR数据中的路径密度分布与观测基本一致。在NO＿SN试验中，TS生成位置偏东，其中有多个台风在150°E以东生成后直接向北或东北方向移动，路径密度在南海区域出现明显负偏差，在150°E以东区域出现明显正偏差，另外在135°～150°E,20°N附近存在明显正偏差。在SN试验中，台风路径密度高值区与观测基本对应，NO＿SN试验中的路径密度偏差得到明显改善，SN试验模拟的台风路径密度较NO＿SN试验更加贴近观测。
【参考文献】：
期刊论文
[1]谱松弛同化技术对台风路径及强度模拟的影响[J]. 渠鸿宇,李响,凌铁军,张蕴斐. 海洋预报. 2018(03)
[2]Impact of Spectral Nudging on the Downscaling of Tropical Cyclones in Regional Climate Simulations[J]. Suk-Jin CHOI,Dong-Kyou LEE. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(06)
[3]Improving Simulation of a Tropical Cyclone Using Dynamical Initialization and Large-Scale Spectral Nudging: A Case Study of Typhoon Megi （2010）[J]. 王慧,王玉清,徐海明. Acta Meteorologica Sinica. 2013(04)
[4]2006年7—9月西北太平洋热带气旋季节活动的数值模拟[J]. 曹剑,吴立广,潘维玉. 大气科学学报. 2012(02)
[5]我国台风预报业务的现状及思考[J]. 许映龙,张玲,高拴柱. 气象. 2010(07)
[6]西北太平洋超强台风时空分布特征及其成因[J]. 郑文荣,李江南,蔡建春,卢劲展,刘静. 海洋预报. 2009(04)
[7]大气-海浪耦合模式对台风“碧利斯”的数值模拟[J]. 丁亚梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋预报. 2009(02)
[8]温室效应引起的中国区域气候变化的数值模拟Ⅰ:模式对中国气候模拟能力的检验[J]. 高学杰,赵宗慈,丁一汇,黄荣辉,Filippo Giorgi. 气象学报. 2003(01)
[9]区域气候模式侧边界的处理对东亚夏季风降水模拟的影响[J]. 魏和林,符淙斌,王维强. 大气科学. 1998(05)
[10]风暴潮灾害及其预报与防御对策[J]. 王喜年. 海洋预报. 1998(03)
本文编号：3209216
【文章来源】：海洋预报. 2020,37(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
模式模拟区域的地形高度
图2给出了2015年5月1日—11月1日期间观测数据、CFSR数据以及两组试验诊断出的台风频数的对比。CMA观测数据一共记录了20个强于TS等级的台风，其中7月、8月、9月、10月生成较多，5月、6月较少；达到TY等级的台风有16个，其中7月和10月生成较多，都达到4个。CFSR数据诊断出17个强于TS等级的台风，13个达到台风等级，各月的分布情况和观测基本一致，5月、6月偏少，7月、8月、9月、10月偏多。在未使用谱松弛的试验中，共模拟出30个强于TS等级的台风，其中达到台风等级的只有5个，可见，在未使用谱松弛的模拟中，生成了多个弱台风，而强台风却明显偏少；另外，各个月的分布情况与观测存在明显偏差，台风生成频数最高的月份为6月，达8个，而观测中6月只生成了两个台风，强于TY等级的台风的月变化也存在明显的负偏差。使用谱松弛后，模式的大尺度场在模拟过程中不断向CFSR数据调整，台风频数较NO＿SN试验明显改善，共模拟出22个强于TS等级的台风，其中达到台风等级的有12个，各个月的台风分布情况与观测也很接近，7月、8月、9月、10月份模拟出了较多的台风，强于TY等级的台风在各月频数上也存在负偏差，但比NO＿SN试验更加接近观测。图3 两组试验方案模拟的与CFSR数据及CMA观测的台风路径密度（格距2.5°×2.5°）对比
图2 两组试验方案模拟的台风频数月变化与CFSR数据及CMA观测的台风频数月变化的对比如图3所示，为2015年5月1日—11月1日期间观测数据以及CFSR数据、两组试验模拟结果中台风路径密度的分布状况。观测数据中，台风多于低纬度生成，而后向西北行进或于20°N向东北转向，路径密度分布存在两个高值区分别位于菲律宾东北至日本以南区域和135°～160°E,10°～35°N区域。CFSR数据中的路径密度分布与观测基本一致。在NO＿SN试验中，TS生成位置偏东，其中有多个台风在150°E以东生成后直接向北或东北方向移动，路径密度在南海区域出现明显负偏差，在150°E以东区域出现明显正偏差，另外在135°～150°E,20°N附近存在明显正偏差。在SN试验中，台风路径密度高值区与观测基本对应，NO＿SN试验中的路径密度偏差得到明显改善，SN试验模拟的台风路径密度较NO＿SN试验更加贴近观测。
【参考文献】：
期刊论文
[1]谱松弛同化技术对台风路径及强度模拟的影响[J]. 渠鸿宇,李响,凌铁军,张蕴斐. 海洋预报. 2018(03)
[2]Impact of Spectral Nudging on the Downscaling of Tropical Cyclones in Regional Climate Simulations[J]. Suk-Jin CHOI,Dong-Kyou LEE. Advances in Atmospheric Sciences. 2016(06)
[3]Improving Simulation of a Tropical Cyclone Using Dynamical Initialization and Large-Scale Spectral Nudging: A Case Study of Typhoon Megi （2010）[J]. 王慧,王玉清,徐海明. Acta Meteorologica Sinica. 2013(04)
[4]2006年7—9月西北太平洋热带气旋季节活动的数值模拟[J]. 曹剑,吴立广,潘维玉. 大气科学学报. 2012(02)
[5]我国台风预报业务的现状及思考[J]. 许映龙,张玲,高拴柱. 气象. 2010(07)
[6]西北太平洋超强台风时空分布特征及其成因[J]. 郑文荣,李江南,蔡建春,卢劲展,刘静. 海洋预报. 2009(04)
[7]大气-海浪耦合模式对台风“碧利斯”的数值模拟[J]. 丁亚梅,董克慧,周林,王鑫. 海洋预报. 2009(02)
[8]温室效应引起的中国区域气候变化的数值模拟Ⅰ:模式对中国气候模拟能力的检验[J]. 高学杰,赵宗慈,丁一汇,黄荣辉,Filippo Giorgi. 气象学报. 2003(01)
[9]区域气候模式侧边界的处理对东亚夏季风降水模拟的影响[J]. 魏和林,符淙斌,王维强. 大气科学. 1998(05)
[10]风暴潮灾害及其预报与防御对策[J]. 王喜年. 海洋预报. 1998(03)
本文编号：3209216
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