WRF模式不同云微物理方案对海南岛一次飑线过程的数值模拟研究

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作者 毛志远 黄彦彬 +4 位作者 付丹红 曾敏 邢峰华 敖杰 王雨 《气象》 北大核心 2025年第3期298-312,共15页

利用WRF模式中8种云微物理方案,模拟2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线降水过程,对比分析不同云微物理方案对模拟结果的影响。结果表明:不同云微物理方案对地面降水、雷达组合反射率,以及热力、动力场的模拟存在显著差异,其中Thompso... 利用WRF模式中8种云微物理方案,模拟2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线降水过程,对比分析不同云微物理方案对模拟结果的影响。结果表明:不同云微物理方案对地面降水、雷达组合反射率,以及热力、动力场的模拟存在显著差异,其中Thompson方案模拟的降水落区与中心强度最接近实况,WSM6方案在最大降水时刻模拟的雷达组合反射率在强度、范围和形态上与实况相似;在热力、动力场中,各方案均模拟出了地面冷池、低层垂直风切变与冷池出流等飑线特征,降水中心对应强上升气流区,低层辐合与高层辐散的散度场结构有利于强对流出现和降水形成,但在强度和分布上不尽相同。从云微物理特征上看,液相粒子主要分布在5 km以下,冰相粒子在6 km以上,云水的模拟结果对云微物理方案的选择响应最弱,雪和霰的分布则表现出较高的敏感性,这是由于不同云微物理方案对雪、霰生成、转化与消耗的过程处理存在差异,且同一云微物理过程在各方案中的转化率也不尽相同。 展开更多

关键词 云微物理方案 飑线 数值模拟 海南岛

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解耦的海洋性层积云顶边界层湍流与云微物理特征 被引量：1

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作者 关铭 杨素英 +3 位作者 丛春华 朱燕南 仲益君 杨怡伟 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期629-642,共14页

基于POST观测计划中获得的海洋性层积云顶边界层内高频气象资料和云微物理资料,在选取解耦个例基础上研究解耦边界层湍流和云微物理特征及成因。结果表明,过渡层的大气静力稳定度较强,抑制向上浮力做功,使得湍流动能迅速消耗殆尽,实现... 基于POST观测计划中获得的海洋性层积云顶边界层内高频气象资料和云微物理资料,在选取解耦个例基础上研究解耦边界层湍流和云微物理特征及成因。结果表明,过渡层的大气静力稳定度较强,抑制向上浮力做功,使得湍流动能迅速消耗殆尽,实现边界层解耦。湍流动能最大值出现在云内,主要与云顶降温、大云滴下落沉降拖曳带来的下沉气流增强及云底之上附近凝结增长潜热释放产生向上浮力作用有关。近地面层的浮力项和切变项对湍流动能都起到增强作用,并以切变项的贡献更为显著,云内的湍流动能是以浮力项贡献为主。过渡层附近存在向下的热通量,抑制了热量向上输送和向上浮力项的增强,促进解耦发生。云内存在向上感热通量,其最大值及其出现高度主要与云顶冷却和云中下部的凝结潜热加热有关。云顶之上湿层促进了潜热通量的向下输送,增强了云内水汽含量,为解耦边界层云的发展起到正反馈作用。云顶浮力倒转引起的云中湍流混合呈现非均匀性,并进一步导致绝热或超绝热液滴出现,促进凝结和碰并增长的增强,同时云顶之上湿层进一步对云中的微物理增长起到了重要的推动作用。云底因夹卷混合表现为均匀混合特征。 展开更多

关键词 解耦 层积云顶边界层 湍流 夹卷 云微物理

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上海地区三类主要暴雨天气的云微物理和边界层敏感性模拟研究 被引量：2

3

作者 徐之骁 漆梁波 王元 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期766-779,共14页

利用中国气象局上海台风所的WARMS高分辨率区域模式研究了上海地区三类主要的暴雨天气(准静止锋雨带型、副高边缘强对流型以及暖区雷暴型)对云微物理和边界层过程的敏感性.结果表明,不同云微物理和边界层参数化方案的组合对强降水中心... 利用中国气象局上海台风所的WARMS高分辨率区域模式研究了上海地区三类主要的暴雨天气(准静止锋雨带型、副高边缘强对流型以及暖区雷暴型)对云微物理和边界层过程的敏感性.结果表明,不同云微物理和边界层参数化方案的组合对强降水中心的位置和强度影响较大,但是对主要雨带及走向影响不大.准静止锋雨带型采用Thompson方案模拟的整体降水量更多,WSM6方案模拟的强降水相关性更好,评分更高;副高边缘强对流型中WSM6-MYJ组合激发上海本地对流的效果更明显,但整个雨带来看Thompson方案更有优势;暖区雷暴型中WSM6-MYJ组合优势明显.总体上,Thompson-YSU组合能够模拟出准静止锋雨带型暴雨中丰富的液水含量和冰相粒子,以及较强的整层抬升作用;WSM6-MYJ组合则在副高边缘强对流型和暖区雷暴型这类型暴雨中刻画了较明显的强对流结构,使得地面降水更为强盛. 展开更多

关键词 暴雨 云微物理和边界层方案 数值模拟

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不同微物理方案和边界层方案对超强台风“鲇鱼”路径和强度模拟的影响分析 被引量：20

4

作者 周昊 朱伟军 彭世球 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期803-812,共10页

采用分辨率为1°×1°的NCEP全球格点再分析资料,应用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.2,对比分析了不同微物理方案和边界层方案对2010年1013号超强台风"鲇鱼"路径和强度模拟的影响。结果表明:相对于边界层方案,... 采用分辨率为1°×1°的NCEP全球格点再分析资料,应用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.2,对比分析了不同微物理方案和边界层方案对2010年1013号超强台风"鲇鱼"路径和强度模拟的影响。结果表明:相对于边界层方案,微物理方案对台风路径的影响较大,其中与Ferrier方案相组合的试验中模拟的台风路径平均偏差最小;边界层方案对台风强度有明显影响,其中MYNN2方案模拟的台风强度变化与实况更接近。进一步对比分析了不同微物理方案和边界层方案对大尺度环流形势场、水汽通量场及台风暖心结构模拟的异同,探讨不同参数化方案对台风路径和强度模拟差异的动热力原因。分析表明:不同微物理方案在模拟副热带高压和东亚长波槽的演变特征上是不同的,于是导致对台风路径模拟的差异;不同边界层方案对边界层中水汽通量大小的模拟存在显著差异,而水汽供应的强弱会影响台风上层暖心结构的不同,从而导致对台风强度模拟的差异。 展开更多

关键词 天气学 台风路径和强度 数值模拟 微物理方案 边界层方案

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国内外云微物理方案及离散度的研究进展

5

作者 邹沁垚 陈立 +1 位作者 郑凯端 杨丽慧 《农业灾害研究》 2024年第12期130-132,共3页

云和降水的形成与分布会直接作用于农作物的生长、农业生产等,离散度是数值预报模式中不可忽略的重要参数,会影响云和降水的模拟结果,因此有必要对离散度进行研究。详细说明了云微物理方案,发现了离散度与云物理相关参数的相关关系具有... 云和降水的形成与分布会直接作用于农作物的生长、农业生产等,离散度是数值预报模式中不可忽略的重要参数,会影响云和降水的模拟结果,因此有必要对离散度进行研究。详细说明了云微物理方案,发现了离散度与云物理相关参数的相关关系具有较强的不确定性特点,并探究了离散度与云微物理过程。 展开更多

关键词 云微物理方案 离散度 云微物理过程 云和降水

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云凝结核浓度对WRF模式模拟飑线降水的影响:不同云微物理参数化方案的对比研究 被引量：30

6

作者 董昊 徐海明 罗亚丽 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期145-169,共25页

采用WRF模式模拟一次影响中国广东省的飑线过程,分别选取Morrison、Thompson07、Thompson09和WDM6云微物理方案实施了四组试验,每组试验包括不同云凝结核(CCN)浓度的三次模拟,称为"低浓度"、"中浓度"和"高浓度... 采用WRF模式模拟一次影响中国广东省的飑线过程,分别选取Morrison、Thompson07、Thompson09和WDM6云微物理方案实施了四组试验,每组试验包括不同云凝结核(CCN)浓度的三次模拟,称为"低浓度"、"中浓度"和"高浓度",将模拟区域划分为深对流、浅对流和层云区域,对比分析四组试验中CCN浓度变化对模拟的总降水量、不同区域降水率和不同区域面积的影响,进一步分析了云微物理过程、动力环流强度等受CCN浓度变化的影响。发现:(1)由于不同云微物理过程与CCN浓度有着直接或间接的联系、不同云微物理过程之间存在复杂的关联、云微物理过程与动力环流之间发生非线性耦合,采用不同的云微物理方案导致模拟的CCN—降雨影响既有相似、也有差异;(2)模拟的CCN—降水影响在采用Thompson09和Thompson07方案时更显著,采用WDM6方案时最小;(3)四组模拟试验均出现CCN浓度增加延迟降水产生、初期降水减弱的情况,在模拟后期降水量也随着CCN浓度增加而减小,而飑线成熟阶段CCN—降水影响更加复杂。 展开更多

关键词 云凝结核—降水影响 WRF模式 云微物理参数化方案 飑线

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冰雹微物理过程影响对流云降水的数值模拟个例研究

7

作者 李喆 陈小敏 +3 位作者 刘奇俊 马占山 江源 黄丽萍 《气象》 北大核心 2025年第2期182-190,共9页

使用高分辨率的中尺度天气数值预报系统CMA-MESO,在微物理方案中增加冰雹微物理过程,对山东一次对流云降水过程进行了数值模拟。通过对比分析,研究冰雹微物理影响对流云降水过程的机制和该模式对雹云降水过程的预报能力。结果显示,CMA-M... 使用高分辨率的中尺度天气数值预报系统CMA-MESO,在微物理方案中增加冰雹微物理过程,对山东一次对流云降水过程进行了数值模拟。通过对比分析,研究冰雹微物理影响对流云降水过程的机制和该模式对雹云降水过程的预报能力。结果显示,CMA-MESO模式能够较好地模拟这次对流降水过程,与观测相比,模式结果中的飑线生命周期与实况相当,降水分布及量级与实况接近。模拟区域平均液水、冰水路径,控制组大于含冰雹的试验组,在对流发展时,试验组对流核心区垂直速度略有增强,其余时刻有所下降。当冰雹产生时,由于冰雹的下落速度强于其他水凝物,在下落过程中融化吸热试验组强于控制组,抑制了对流的发展。增加冰雹会影响对流降水,试验组的中雨[1~10 mm·(24 h)^(-1)]面积占总降水面积比例减少,而大雨及以上[>10 mm·(24 h)^(-1)]面积占总降水面积比例稍有增加。就降水量而言,增加冰雹后,试验组的中小量级降水强度无明显变化,而大雨及以上量级降水的强度增大。 展开更多

关键词 CMA-MESO 冰雹 云微物理方案 对流云降水

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不同云微物理方案对上海特大暴雨模拟影响的分析 被引量：8

8

作者 阚煜 刘朝顺 +3 位作者 乔枫雪 束炯 刘延安 丁杨 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期399-414,共16页

利用中尺度数值预报模式WRF3.5,采用36、12和4 km三重嵌套,在积云参数化方案为BMJ条件下,选用WSM5、WSM6和Lin三种云微物理参数化方案,对发生在上海地区的两次典型特大暴雨(简称"0913"和"0825")进行模拟试验和对比... 利用中尺度数值预报模式WRF3.5,采用36、12和4 km三重嵌套,在积云参数化方案为BMJ条件下,选用WSM5、WSM6和Lin三种云微物理参数化方案,对发生在上海地区的两次典型特大暴雨(简称"0913"和"0825")进行模拟试验和对比分析,探讨不同云微物理参数化方案对上海暴雨模拟的影响。结果表明:三种方案总体上都较好地模拟出两次特大暴雨过程,但在降水落区、降水中心、降水强度等方面仍存在差异。再利用地面自动站、观测站的实测雨量以及自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据,结合K指数、相对湿度、垂直速度和涡度散度等物理诊断量,从降水落区、降水中心和降水强度等方面对三种云微物理参数化方案的模拟结果进行对比分析。此外,通过对三种方案主要参数的比较以及三种方案模拟的冰、雪、霰粒子混合比的垂直廓线对相应的模拟结果进行解释。结果显示:WSM5微物理方案能更好地模拟出强降水的范围,其模拟的降水量较实测偏大;WSM6方案模拟的降水落区略有偏移,降水量偏小;Lin方案模拟的降水落区偏移较大。 展开更多

关键词 WRF模式 云微物理参数化方案 暴雨 上海

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用WRF模式中不同云微物理参数化方案对华南一次暴雨过程的数值模拟和性能分析 被引量：58

9

作者 朱格利 林万涛 曹艳华 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期513-523,共11页

本文使用中尺度数值模式WRFV3．4中的8种不同云微物理过程参数化方案，模拟2010年5月6～7日华南一次暴雨事件，探讨不同云微物理方案对华南暴雨模拟的影响。结果表明：不同云微物理方案对不同量级降水模拟效果总体较好。WSM3方案对小到... 本文使用中尺度数值模式WRFV3．4中的8种不同云微物理过程参数化方案，模拟2010年5月6～7日华南一次暴雨事件，探讨不同云微物理方案对华南暴雨模拟的影响。结果表明：不同云微物理方案对不同量级降水模拟效果总体较好。WSM3方案对小到大雨和大暴雨的模拟效果最好，对暴雨的模拟最差；WDM5方案对暴雨模拟效果最好。结合TS评分和误差分析结果，整体效果最好的是WSM5方案，最差的是Lin方案。对于同一云微物理参数化方案，不同分辨率的降水模拟结果差异不大，但同一分辨率的不同云微物理参数化方案的降水结果差异较大，这说明云微物理过程比模式分辨率对暴雨模拟的影响更大。 展开更多

关键词 WRF模式 云微物理参数化方案 华南 暴雨 TS评分

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初始场与云微物理参数方案在飑线数值模拟中的对比研究 被引量：9

10

作者 张弛 王咏青 +2 位作者 廖玥 沈新勇 李小凡 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第2期410-420,共11页

采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主... 采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主要使系统演变减缓,强度也有一定的减弱;初始场的不稳定能量减小会使飑线减弱明显,直至无法生成;垂直风切变对飑线的形成影响较小,主要改变了飑线的结构,没有垂直风切变时形成的飑线更为松散。最后的敏感性试验研究了7种云微物理参数方案对飑线内水粒子分布的影响,发现不同的云微物理参数方案会使水粒子的含量和分布出现变化,进一步影响固、液态的降水,飑线模拟采用的NA方案高层冰和雪含量最高,但由于雨和降落到地表的雹、霰含量低,使得累计降水量最小。 展开更多

关键词 CM1模式 飑线 云微物理参数方案

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WSM6云微物理方案对华北地区一次降雪预报偏强的原因分析 被引量：3

11

作者 马占山 刘奇俊 +6 位作者 孙健 孔期 李喆 沈学顺 赵传峰 代刊 陶法 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第9期1029-1046,共18页

国家气象中心GRAPES区域业务模式对2019年11月29—30日在华北地区降雪过程的预报出现显著高估现象,针对该模式中采用的WSM6云微物理方案进行了深入分析,并与Liu-Ma云微物理方案以及ERA5再分析数据进行比较,探究其可能存在的原因。主要... 国家气象中心GRAPES区域业务模式对2019年11月29—30日在华北地区降雪过程的预报出现显著高估现象,针对该模式中采用的WSM6云微物理方案进行了深入分析,并与Liu-Ma云微物理方案以及ERA5再分析数据进行比较,探究其可能存在的原因。主要结论如下:冰晶和雪的沉降是WSM6方案在本次地面降雪形成的最主要贡献,Liu-Ma方案则是以大粒子雪和霰的沉降为主,冰晶产生的贡献较少。WSM6方案严重低估了大气中的液态水含量,冰相粒子构成中以冰晶含量为最多,雪含量次之,这些特征都与ERA5资料和Liu-Ma方案有显著的不同,后两者具有较好的一致性。与Liu-Ma方案相比,WSM6方案在模式低层冰晶含量更高、冰晶平均落速更大,二者共同作用使冰晶沉降在本次降水形成中具有重要贡献;WSM6方案中雪的平均落速大于Liu-Ma方案,这是其雪的柱积分总量小而雪的沉降降水多于Liu-Ma方案的直接原因。在WSM6方案中冰晶的凝华/升华过程在冰相微物理过程中占据主导地位,致使雪和霰的凝华过程以及云水凝结过程都明显不足,这是该方案冰晶偏多、雪偏少、液水明显偏少的主要原因。针对冰晶凝华/升华过程(SVI)的敏感性试验发现,SVI转化率与地面降水呈正相关关系、与液水柱积分总量呈“跷跷板”关系,当降低SVI的转化率,地面降雪将显著减少,而柱积分液水总量则会明显增多。 展开更多

关键词 WSM6云微物理方案 Liu-Ma云微物理方案 降雪预报 高估 原因分析

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云微物理参数化方案对青藏高原一次对流云降水模拟的影响 被引量：4

12

作者 郭艺媛 华维 +2 位作者 侯文轩 黄天赐 范广洲 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第4期1262-1271,共10页

利用WRF V3.9.1中尺度数值天气预报模式(mesoscale numerical weather forecast model,WRF)7种云微物理参数化方案,对2015年8月13日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程进行数值模拟,对比分析不同云微物理参数化方案对降水、环流以及相... 利用WRF V3.9.1中尺度数值天气预报模式(mesoscale numerical weather forecast model,WRF)7种云微物理参数化方案,对2015年8月13日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程进行数值模拟,对比分析不同云微物理参数化方案对降水、环流以及相关物理量模拟的影响。结果表明:WRF模式能够较好地模拟本次对流云降水过程,但不同云微物理参数化方案对降水、环流场等物理量的模拟有明显影响。在降水落区方面,各方案模拟的雨区范围普遍偏大,仅Lin和CAMS方案较好地模拟出那曲中部的降水中心,而对于降水量,除WSM5、Morrison和New Thompson方案模拟值偏低外,其余方案模拟结果与实况值较为一致。此外,不同云微物理参数化方案模拟的降水日变化同样存在差异,大部分方案能够再现本次降水过程的前两次降水峰值,但均未能模拟出第3次降水峰值。对于大气环流和水热物理量场,各方案也可较好地再现其基本特征,但方案间的差异不可忽视。总体来说,Lin方案对本次高原对流云降水过程降水以及环流等相关物理量的模拟效果最佳。 展开更多

关键词 青藏高原 中尺度数值 天气预报模式 云微物理参数化方案 降水模拟

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一次江淮暴雨高分辨率数值预报中云微物理方案敏感性分析 被引量：8

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作者 孟泽华 高彦青 +1 位作者 马旭林 周勃旸 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期765-775,共11页

基于全可压非静力中尺度预报模式WRF,选取Lin、WSM3、WSM5、WSM6、Goddard五种云微物理方案和Kain-Fritsch积云对流参数化方案,对2017年6月10日的江淮暴雨过程开展高分辨率数值预报试验,重点研究了云微物理方案对强降水预报的敏感性。... 基于全可压非静力中尺度预报模式WRF,选取Lin、WSM3、WSM5、WSM6、Goddard五种云微物理方案和Kain-Fritsch积云对流参数化方案,对2017年6月10日的江淮暴雨过程开展高分辨率数值预报试验,重点研究了云微物理方案对强降水预报的敏感性。结果表明:Lin方案模拟的局地暴雨区降水量随时间的演变与实况较为吻合,但降雨量偏小,WSM5、WSM6和Goddard方案模拟的降水量级与实况更为吻合;不同云微物理方案对此次江淮暴雨的预报能力具有明显差异,小雨量区域的模拟效果基本一致,暴雨和大暴雨对云微物理方案更加敏感;云中水成物的三维结构特征差异明显,其水成物含量也显著不同。WSM5方案模拟的雨水和云水含量较高,其降水量和落区质量较好;不同微物理方案产生差异明显的垂直速度,导致云量、云高有所差异,进而影响降水预报的性能,说明选用更为敏感的云微物理方案对降水预报质量的改善具有重要作用。 展开更多

关键词 数值预报 江淮暴雨 云微物理方案 敏感性分析

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高分辨率GRAPES模式中云微物理方案对强降水的模拟和诊断研究 被引量：9

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作者 聂皓浩 刘奇俊 马占山 《气象》 CSCD 北大核心 2016年第12期1431-1444,共14页

利用高分辨率GRAPES—Meso中双参数云微物理方案,对我国两次强降水过程进行数值模拟,并与模式中WSM6和NCEP5方案进行对比分析,结合多种观测资料,诊断评估方案的预报性能.同时研究伴随强对流性降水中的关键云物理过程。个例研究表明,对... 利用高分辨率GRAPES—Meso中双参数云微物理方案,对我国两次强降水过程进行数值模拟,并与模式中WSM6和NCEP5方案进行对比分析,结合多种观测资料,诊断评估方案的预报性能.同时研究伴随强对流性降水中的关键云物理过程。个例研究表明,对流发展旺盛的云团中,冰相粒子尤其是霰粒子对对流的发展与降水起着主导作用,霰的融化是强降水的主要来源,而周围的层状云区域霰粒子的分布极少,主要受雪的融化与暖云降水的影n向。双参数方案模拟的雨带走向、范围和降水强度与实况拟合较好,同时在对流单体的最大回波高度与强度、冰晶的分布与云砧结构等方面也具有一定优势,但冰晶含量和回波顶高度略低于观测,这都为双参数方案的优化与业务应用提供重要的支持。 展开更多

关键词 高分辨率 GRAPES模式 云微物理方案 强降水

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不同云微物理方案对台风“安比”降雨模拟的影响 被引量：1

15

作者 庞杨 朱锐 +1 位作者 刘浩 王淑云 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期64-75,共12页

利用WRF3.9.1模式对台风“安比”于2018年7月23日至24日北上至37°N以北造成的河北东北部、天津等地的大暴雨过程进行模拟,并对比了不同云微物理方案模拟的台风路径、结构、降雨分布,分析了云内水成物混合比差异与垂直运动的关系。... 利用WRF3.9.1模式对台风“安比”于2018年7月23日至24日北上至37°N以北造成的河北东北部、天津等地的大暴雨过程进行模拟,并对比了不同云微物理方案模拟的台风路径、结构、降雨分布,分析了云内水成物混合比差异与垂直运动的关系。结果表明:①各方案均能较好模拟出台风北上时的结构和强度,其中Morrsion 2-moment方案对强降雨的时段、区域、中心雨量把握最准确。②台风主雨区云体内的云水粒子分布于0~8 km,0℃高度在4~5 km,说明云体内存在大量过冷水。③强降雨时段,各方案模拟的垂直上升速度与小时雨强有较好的对应关系。同时雨区云顶高达10~15 km,配合云团内的强上升运动,云中出现大量过冷水及固态水成物。④Thompson方案与Morrsion 2-moment方案的云霰混合比明显大于其他方案,并且云霰粒子、云水粒子在0℃以上有大量重合,二者是云中贝吉龙过程的关键因素,对降雨量有着直接影响。⑤各微物理方案模拟的云体内部垂直上升运动区强弱与小时雨强大小相关性较好。本研究可以为改进适用于台风的云微物理方案提供方向,还加深了云微物理过程对台风降雨的认识。 展开更多

关键词 台风“安比” 云微物理方案 WRF3.9.1 云中水成物

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“98.5”华南前汛期暴雨云微物理场数值模拟分析 被引量：11

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作者 文莉娟 程麟生 +1 位作者 左洪超 吕世华 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第3期423-429,共7页

为了进一步理解暴雨发生过程中云微物理场的演变和云微物理过程与动力、热力过程的相互作用，利用非静力中尺度数值模式MM5对1998年5月23-24日的华南暴雨过程进行了模拟，并详细分析了模拟结果。分析结果表明：利用混合冰相显式物理方... 为了进一步理解暴雨发生过程中云微物理场的演变和云微物理过程与动力、热力过程的相互作用，利用非静力中尺度数值模式MM5对1998年5月23-24日的华南暴雨过程进行了模拟，并详细分析了模拟结果。分析结果表明：利用混合冰相显式物理方案比其它方案模拟的降水更接近实际情况；云微物理场的模拟显示没有雪出现，这可能是华南降水云微物理的特点；每小时降水量有先减弱后又增强的趋势，暴雨过程中云的各微物理量的变化趋势与其一致；云的发展与良好的热力动力条件互相作用、共同加强，由南风带来的充足的水汽和热量为其发展提供前提条件，凝结潜热使上升运动向更高处伸展。 展开更多

关键词 华南暴雨 云微物理过程 混合冰相显式物理方案

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超强台风“威马逊”(2014)云微物理特征的模拟与对比分析 被引量：16

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作者 邓琳 端义宏 +1 位作者 高文华 张兴海 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期697-714,共18页

采用中尺度数值模式WRFv3.5对2014年超强台风"威马逊"进行数值模拟。利用雷达、卫星、自动站逐时降水资料,对比单参数WSM6云方案和双参数WDM6云方案在模拟台风路径、强度、降水分布及水成物含量上的差异,分析雨滴粒子的谱型... 采用中尺度数值模式WRFv3.5对2014年超强台风"威马逊"进行数值模拟。利用雷达、卫星、自动站逐时降水资料,对比单参数WSM6云方案和双参数WDM6云方案在模拟台风路径、强度、降水分布及水成物含量上的差异,分析雨滴粒子的谱型特征及微物理源、汇项对云中雨水含量的影响。与上海台风研究所的最佳路径数据对比显示,两方案均较好地模拟出了台风"威马逊"的移动路径,WDM6方案的整体路径误差更小;模拟的强度差异则较为显著,WDM6方案的海平面最低气压值偏高,强度偏弱。两方案模拟的累积降雨分布虽与自动站实测资料基本一致,但WDM6方案模拟的强降水概率偏高,弱降水概率偏低。两方案模拟的对流区雪、霰、雨水含量均大于TRMM卫星反演结果,且WDM6方案的对流云较多,总体雨水含量偏高;两方案均模拟出了雷达回波分布的整体特征,但眼区尺度偏大,WDM6方案在融化层以下缺少眼墙之外的弱回波区且大于39 dBz的强回波区偏多,同样显示了雨水含量(或尺度)偏大。由于WDM6方案为暖雨(云、雨水)双参数模式,对云滴活化、云雨转换及云、雨谱型有一定的改进,其能较合理地模拟出雨滴谱随台风发展的演变特征;模拟显示,云、雨滴的收集碰并及固态粒子的融化是雨水的主要源项,WDM6方案增加了云雨水自动转化率及雨水碰并云水率,导致该方案的空中雨水含量偏高,且随高度的降低快速减小;此外,由于WDM6方案使用简单的寇拉公式进行云滴活化,初始云凝结核数的变化即可造成雪、霰、云雨水含量的改变,故建议在具体大气气溶胶条件下,对方案中的云滴生成参数化过程做相应的调整。 展开更多

关键词 超强台风 WSM6和WDM6方案 云微物理特征

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2013年“菲特”台风暴雨数值模拟中微物理方案的对比试验 被引量：7

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作者 刘瑞 翟国庆 +1 位作者 朱佩君 李靓靓 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期593-600,609,共9页

利用TRMM（热带测雨雷达）搭载的TMI（微波成像仪）反演廓线资料,分析＂菲特＂台风登陆前、后云团内部水凝物的分布种类,依此选择WRF区域中尺度模式下符合条件的6个云微物理过程参数化方案（Lin,WSM6,Godgce,WDM6,Morrison以及Thompson... 利用TRMM（热带测雨雷达）搭载的TMI（微波成像仪）反演廓线资料,分析＂菲特＂台风登陆前、后云团内部水凝物的分布种类,依此选择WRF区域中尺度模式下符合条件的6个云微物理过程参数化方案（Lin,WSM6,Godgce,WDM6,Morrison以及Thompson方案）,模拟2013年10月6～8日的台风过程.从降水落区、强度,水凝物及风场垂直分布,台风路径及强度等方面对预报性能进行对比,结果表明,选用的6个云微物理方案都较好地模拟了浙江暴雨的范围和强度.结合Ts评分,降水量级越大,模拟效果对云微物理方案选择越敏感,其中,Lin方案效果最佳,尤其对极端降水的模拟,其次为WSM6、WDM6及Thompson方案,Morrison和Godgce方案相对较差.结合水凝物平均值廓线分布发现,除WDM6方案外,其他方案对暖雨过程的模拟基本一致,而对冰相过程的模拟6个方案差别较大;同时,各方案对风分量的模拟结果较水凝物廓线差别小,说明对于动力因素模拟不敏感.另外,6个方案对于台风强度的模拟整体偏弱,相较之下,Lin方案较好地模拟了强度变化趋势. 展开更多

关键词 “菲特”台风 微波成像仪 云微物理参数化方案 气象研究与预报

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层积云覆盖的边界层数值模拟研究 (Ⅰ):数值模式的建立 被引量：3

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作者 左洪超 吕世华 +1 位作者 胡隐樵 Qing Wang 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第1期33-44,共12页

层积云是一种在湍流作用下形成的边界层云。在这种边界层中 ,层积云顶即边界层顶、云层和非云层耦合在一起。为了加深对这种层积云覆盖的边界层的理解 ,许多作者已经做了大量的野外观测和数值试验研究。然而在数值模拟研究中存在湍流和... 层积云是一种在湍流作用下形成的边界层云。在这种边界层中 ,层积云顶即边界层顶、云层和非云层耦合在一起。为了加深对这种层积云覆盖的边界层的理解 ,许多作者已经做了大量的野外观测和数值试验研究。然而在数值模拟研究中存在湍流和云物理模式相互脱节的现象。针对这种缺陷 ,本文在湍流控制方程组中引入云滴控制方程 ,发展了一个新的用于研究海区层积云覆盖的边界层的数值模式。所建模式具有如下特点 :(1)实现了云物理模式与湍流模式的相互耦合 ;(2 )实现了云滴分档凝结模式和三阶湍流闭合边界层模式相互耦合。利用所建模式对大涡模拟对比试验所采用的个例进行了数值模拟。数值模拟结果表明 ,该边界层模式能较合理地模拟海区层积云覆盖的边界层微湍流结构和云微物理过程。 展开更多

关键词 数值模式 层积云覆盖 边界层 云滴控制方程 云微物理过程 湍流作用

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对流边界层顶部夹卷速度参数化的分析研究 被引量：3

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作者 陈子赟 孙鉴泞 +1 位作者 蒋维楣 刘红年 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期692-700,共9页

应用 1979年 7月美国CIRCE试验边界层观测资料对两个夹卷速度参数化方案进行了对比验证 ,结果表明 :基于简单夹卷层结构模型的参数化方案we/w =A·Ri- 1 只适用于自由对流边界层 ,当对流边界层中存在较强机械湍流时 ,该方案变得不... 应用 1979年 7月美国CIRCE试验边界层观测资料对两个夹卷速度参数化方案进行了对比验证 ,结果表明 :基于简单夹卷层结构模型的参数化方案we/w =A·Ri- 1 只适用于自由对流边界层 ,当对流边界层中存在较强机械湍流时 ,该方案变得不再适用 ;而基于“侵吞模型”的参数化方案we/w =B·θ /(Γzi)则不仅适用于自由对流边界层 ,对于含有较强机械湍流的对流边界层也能较好地符合 ,因而具有较强的适用性 .当对流边界层受机械湍流和浮力湍流共同驱动时 ,仅以浮力对流速度w 表征混合层垂直湍流速度尺度是不恰当的 ,还应该包含机械湍流的贡献 .对比验证表明 ,这一改进非常有效 ,不仅使物理意义更加合理 。 展开更多

关键词 对流边界层 参数化方案 层结 湍流速度 混合层 观测资料 大气 物理意义 表征 浮力

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