全球大气谱模式云微物理参数化方案应用研究

发布时间：2024-03-01 21:01

　　本文基于全球大气数值天气预报业务系统YHGSM进行云微物理参数化方案研究。云微物理过程的参数化方案是数值模式中一个十分重要的部分,它不仅直接作用于云降水发展过程,揭示云和降水生成的机制,对模式降水预报产生很大影响,而且会反馈给模式中的动力过程。首先对云微物理参数化方案进行调研分析,对云微物理参数化方案发展演变进行深入研究。将各种类型方案进行分类,对云微物理参数化方案发展路线图进行梳理。在不同类型的参数化方案中,根据方案理论原理和应用成果选取WRF模式中WSM5参数化方案引入到业务模式中,以期进一步发展业务模式,提高业务模式在降水方面的预报效果。本文的主要工作和创新点如下:(1)对Tiedtke云微物理方案与WSM5云微物理方案进行比较分析研究:主要从方案理论原理、预报变量、云微物理处理过程方法进行对比研究,最后总结出两种参数化方案的异同之处。(2)对WSM5方案引入谱模式问题进行研究:对两种模式的物理方案模块、WSM5方案与业务谱模式YHGSM动力过程的耦合问题、WSM5方案能否适应业务谱模式YHGSM并行框架的问题进行研究分析,为WSM5方案引进业务谱模式奠定基础。(3)WSM5方案...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1云微物理参数化方案发展历程

图1.1云微物理参数化方案发展历程1969年Kessler[11]在Klemp和Wilhelmson[12]、Soong和Ogura[13]研究工作的基础上，提出了一种简单暖云参数化方案，称为Kessler方案，它不考虑液相与冰相发生的相变过程，只包含水汽、....

图2.1Tiedtke方案变量及其转化过程

图2.1Tiedtke方案变量及其转化过程定义点平均的比云水/冰含量定义为：dVVlvw1w是云水的密度，是湿空气的密度，V是网格的体积。格内有云的比云量定义为：VdVVa1，其他区域云内01此，单位云面积里的云的比水含量（云内的云水/冰....

图2.2WSM5方案变量及其转化过程

国防科技大学研究生院硕士学位论文2.2WSM5方案分析WSM5方案是WRF单变量微物理（WSMMP）中的五类混合冰方案，由于认识到在定义冰数浓度时的不确定性及其在冰过程中的后续效应，该方案提出了一种新的冰微物理过程，通过冰的比水含量来诊断冰的数浓度。WSMMP假设冰核....

图4.3YHGSM模式和WRF模式坐标系通过两者坐标系对比，发现两个方案之间计算需要进行坐标转换，对于水平方向，可以利用YHGSM数据构建时将水平二维融合成一维，从而将WRF模式中

4.3.3坐标系不一致的解决在第二章2.3.3节分析了两种参数化方案所在模式坐标系方面的差异，由于两种模式的垂直方向设置不同，两种模式的垂直层差异较大。在对WSM5方案引入业务谱模式时，若未对两种模式的垂直高度进行区分，直接将WSM5方案计算过程引入到谱模式中，会发....

本文编号：3915821