非地形重力波非静力有旋参数化方案应用研究
发布时间：2021-08-09 23:45
本文主要从非地形重力波参数化方案的理论基本和研究现状出发,通过分析全球大气谱模式的物理过程和动力过程耦合关系,并且利用其并行计算框架,在全球数值天气预报谱模式中成功引入了非静力有旋参数化WM96方案。典型天气过程的预报实验以2012年-2013年北半球平流层爆发性增温为实验个例来检验WM96方案的预报效果。试验结果表明:S02方案和WM96方案均能准确捕捉到平流层爆发性增温发生过程中环流形势、温度和风场的变化。S02方案和WM96方案相比于瑞利摩擦方案,风场24h和72h的预报偏差明显减小,温度场24h和72h的预报效果不明显,南半球的温度预报有改进,但是北半球温度预报有明显的偏低。WM96方案相比于S02方案改进效果不是很明显,但是环流形势的某些区域更加接近真实场,风场和温度场的预报偏差也有所减小,并且WM96方案中参数的设置对于预报结果有较大影响。最后以2013年1月1号到2月10号共计40天进行模式预报的统计检验实验。相比于S02方案,WM96方案在500hPa上位势高度、温度和风场的距平相关系数与均方根误差都有明显改进,并且将第八天位势高度和第七天温度的距平相关系数提高到0.6...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大气中诸物理过程及其相互作用[3]
图 1.2 数值天气预报中重要的物理过程[14]非地形重力波主要影响着对流层顶和平流层中下部的大气运动[15]。中层大气纬向风和温度结构的形成主要来自辐射和非地形重力波拖曳的平衡，而非地形重力波拖曳的影响在中层大气起主要作用。中层大气的冬半球受西风急流控制，夏半球受东风急流影响，经圈环流在热带地区上升，在极地地区下沉，即所谓的Brewer-Dobson 环流。罗斯贝波和小尺度非地形重力波破碎而沉积的动量驱动了该环流[16]。而且，非地形重力波是中层大气的主要动量源，是驱动平流层大气环流的重要原因，尤其是对准两年振荡（quasi-biennial oscillation，QBO）和准半年振荡（semi-annual oscillation，SAO）而言，非地形重力波是导致它们生成的主要因素。Fritts 和 Alexander 等[17,18]研究发现，对流层顶或者平流层底部的非地形重力波将动量和能量向上传输到中层大气，动量在一定高度堆积，从而影响大尺度循环。由于非地形重力波对能量和动量的传输作用，导致中层大气上部的冬季西风急流和夏季东风急流都明显加强。非地形重力波不仅影响着纬向环流，而且它同时会引起径向环流。非地形重力波引起的径向环流造成的动力加热对于维持中层大气的温度结构是非常重要的，特别是在极地地区，由于冬季太阳日照的消失，
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文重力波是在对流层顶或低平流层生成，然后向上传播，进由于非地形重力波对于整个大气运动的影响高度较高，所数贡献在辐射、湍流、地形重力波拖曳、云等物理过程之799 模式中非地形重力波是在参数化在云预报方案之后调用过程，因此，在模式中引入非地形重力波参数化方案之后* *, , , 1 1( ) ( ) ( ) 2 2D A D A D rad conv cloud A rad conv cloud A vdif gwdL L N N P P P M T799 模式中非地形重力波参数化的主程序是 GWDRAGAR 调用。在 CALLPAR 程序之中，非地形重力波参数化的
本文编号：3333015
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大气中诸物理过程及其相互作用[3]
图 1.2 数值天气预报中重要的物理过程[14]非地形重力波主要影响着对流层顶和平流层中下部的大气运动[15]。中层大气纬向风和温度结构的形成主要来自辐射和非地形重力波拖曳的平衡，而非地形重力波拖曳的影响在中层大气起主要作用。中层大气的冬半球受西风急流控制，夏半球受东风急流影响，经圈环流在热带地区上升，在极地地区下沉，即所谓的Brewer-Dobson 环流。罗斯贝波和小尺度非地形重力波破碎而沉积的动量驱动了该环流[16]。而且，非地形重力波是中层大气的主要动量源，是驱动平流层大气环流的重要原因，尤其是对准两年振荡（quasi-biennial oscillation，QBO）和准半年振荡（semi-annual oscillation，SAO）而言，非地形重力波是导致它们生成的主要因素。Fritts 和 Alexander 等[17,18]研究发现，对流层顶或者平流层底部的非地形重力波将动量和能量向上传输到中层大气，动量在一定高度堆积，从而影响大尺度循环。由于非地形重力波对能量和动量的传输作用，导致中层大气上部的冬季西风急流和夏季东风急流都明显加强。非地形重力波不仅影响着纬向环流，而且它同时会引起径向环流。非地形重力波引起的径向环流造成的动力加热对于维持中层大气的温度结构是非常重要的，特别是在极地地区，由于冬季太阳日照的消失，
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文重力波是在对流层顶或低平流层生成，然后向上传播，进由于非地形重力波对于整个大气运动的影响高度较高，所数贡献在辐射、湍流、地形重力波拖曳、云等物理过程之799 模式中非地形重力波是在参数化在云预报方案之后调用过程，因此，在模式中引入非地形重力波参数化方案之后* *, , , 1 1( ) ( ) ( ) 2 2D A D A D rad conv cloud A rad conv cloud A vdif gwdL L N N P P P M T799 模式中非地形重力波参数化的主程序是 GWDRAGAR 调用。在 CALLPAR 程序之中，非地形重力波参数化的
本文编号：3333015
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