边界层参数化方案对暴雨模拟结果的影响研究

发布时间：2022-02-13 23:10

　　我国暴雨灾害频繁,通过研究暴雨的中尺度结构,可以揭示暴雨的演变过程,并了解其发生发展的物理机制,成为气象工作者亟待解决的问题。其中行星边界层过程是关键的问题,边界层过程引起的水汽、动量、热量垂直输送影响和制约着暴雨的发生发展。因此,在对强降水天气的数值模拟中,边界层参数化方案是十分重要的一部分。本文利用WRF模式分别耦合YSU、MYJ、ACM2和MRF边界层参数化方案分别对2013年5月和2013年7月的长江地区两次暴雨案例进行模拟实验。此外,为了检验边界层参数化方案的重要性,本研究也使用无边界层方案（NOPBL）对这次暴雨进行了模拟。通过与实测数据进行对比和分析,本文检验了这五种不同的实验设计对降水落区,总量,基本气象要素的模拟能力。综合模拟结果表明,NOPBL产生了最大的偏差,ACM2和MRF次之,MYJ的方案对于小雨与大雨的模拟最优的,而YSU对不同强度暴雨模拟的正确率都较高。最后,本文将模拟方案较好的MYJ与不同陆面过程参数化方案：NOAH、SLAB方案进行比较,着重研究了不同陆面过程方案对雨强中心、降水落区、垂直速度、水汽通量散度及θx场的影响,得到MYJ边界层参数化方案和N... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＷＲＦ模式流程图??ＷＲＦ模式为完全可压非静力模式，整个程序采用的是Ｆ９０语言编写

Ａｘ?Ａｘ??图２．?２水平格点和垂直格点??垂直方向则采用的是Ｗ定义地形随着静力－气压垂直坐标。在模式的顶层为常量，底层??加入了地形作用的影响。在坐标空间中，使用了端流公式。此外，为了更加合理的对大气??进行模拟，模式中共有兰伯特投影、极地投影、买卡托投影、经缔度投影四种投影方案。??在数值模拟中，一般采取兰伯特投殼。??ｙ—?Ｐｈｔ?＝?ｃｏｎｓｔａｎｔ??０??＊?—……－?－……??０?２??＂Ａ——＾？１＇?■■■?＇＂Ｉ?—??０?４—??????、１??戶￣￣＾??Ｑ?巧…?…＇…??／＼??０．８?－????＇－－－＊?、、??—、、Ｉ?Ｐｈｓ??１．０?－?－？―ｒｉ??图２．３?ＷＲＦ模式中７／坐标（地形随质量坐标）??ＷＲＦ模式在时间积分上，采用了?２阶或３阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ的积分方案。设模式方程为??口，＝?乂（切，预报量：ｐ?＝?（ｕ，ｖ，ｗ，０，口＇，ｗ＇，公？），该积分方案通过ｙ？下方法求得口（Ｏ到??口（ｆ＋Ａ／）的积分

?－？―ｒｉ??图２．３?ＷＲＦ模式中７／坐标（地形随质量坐标）??ＷＲＦ模式在时间积分上，采用了?２阶或３阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ的积分方案。设模式方程为??口，＝?乂（切，预报量：ｐ?＝?（ｕ，ｖ，ｗ，０，口＇，ｗ＇，公？），该积分方案通过ｙ？下方法求得口（Ｏ到??口（ｆ＋Ａ／）的积分，其中为时间步长：??１２??

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3624091