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加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
1
作者
吴义凯
王成刚
苗世光
《气象》
北大核心
2025年第1期30-42,共13页
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以...
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。
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关键词
资料
同化
大气边界层数值模拟
加密探空
资料
地面自动气象站资料
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职称材料
西太平洋副热带高压控制下上海地区一次局地短时强降水成因的Q矢量分析
被引量：
3
2
作者
岳彩军
顾问
+2 位作者
唐玉琪
韩志惠
王晓峰
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2018年第5期610-625,共16页
在西太平洋副热带高压控制的天气背景下,2016年8月19日下午上海地区发生一次局地短时强降水过程,此次过程历时3 h、水平范围20～40 km,呈现出生命史短、局地性强的特点。基于上海地区地面自动气象站2分钟平均资料,采用仅需一层资料计算...
在西太平洋副热带高压控制的天气背景下,2016年8月19日下午上海地区发生一次局地短时强降水过程,此次过程历时3 h、水平范围20～40 km,呈现出生命史短、局地性强的特点。基于上海地区地面自动气象站2分钟平均资料,采用仅需一层资料计算的非地转Q矢量分析方法,研究分析了此次局地短时强降水发生发展演变成因,结果如下:(1)地面温度场和风场叠加分析表明,上海"城市热岛"特征与长江沿岸及邻近水域的热力不均匀分布引发了江风,江风将江岸邻近水域的湿、冷空气向城市陆地输送,并与陆地上干、热空气交汇,激发产生局地短时强降水,而降水的发生,导致地面温度下降、"城市热岛"特征减弱,从而减小水陆温度差,进而减弱江风,这直接减弱了有助于降水发生发展的动、热力强迫条件,促使降水趋于衰亡结束。(2)地面Q矢量散度辐合场和温度露点差叠加分析表明:在降水发生发展阶段,Q矢量散度辐合强迫产生垂直上升运动较强,而空气湿度条件相对较弱;在降水强盛阶段,Q矢量散度辐合强度和空气湿度的强度不仅增至最强,且上升运动区与高湿区重合;在降水衰亡阶段,地面空气一直维持高湿条件而Q矢量散度辐合强度明显减弱。这从地面大气中垂直上升运动条件和水汽条件揭示出致使降水强度发展演变的内在因素,且二者重叠区对降水落区有较好指示意义。最后,对地面Q矢量散度辐合场在局地短时强降水短临预报工作中的潜在应用前景进行了有意义的讨论。
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关键词
局地短时强降水
Q矢量
地面自动气象站资料
成因分析
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职称材料
题名
加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
1
作者
吴义凯
王成刚
苗世光
机构
南京信息工程大学
北京城市气象研究院
出处
《气象》
北大核心
2025年第1期30-42,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42330608、41975011)共同资助。
文摘
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。
关键词
资料
同化
大气边界层数值模拟
加密探空
资料
地面自动气象站资料
Keywords
data assimilation
numerical simulation of atmospheric boundary layer
densely-observed radiosonde data
automatic weather station data
分类号
P413 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
西太平洋副热带高压控制下上海地区一次局地短时强降水成因的Q矢量分析
被引量：
3
2
作者
岳彩军
顾问
唐玉琪
韩志惠
王晓峰
机构
上海市气象科学研究所
出处
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2018年第5期610-625,共16页
基金
上海市科委项目(17DZ1205300)
国家自然科学基金项目(40875025
+6 种基金
41475039
41475041
41575048
41775049
41875059)
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306012)
上海市气象局研究型项目(YJ201705)共同资助
文摘
在西太平洋副热带高压控制的天气背景下,2016年8月19日下午上海地区发生一次局地短时强降水过程,此次过程历时3 h、水平范围20～40 km,呈现出生命史短、局地性强的特点。基于上海地区地面自动气象站2分钟平均资料,采用仅需一层资料计算的非地转Q矢量分析方法,研究分析了此次局地短时强降水发生发展演变成因,结果如下:(1)地面温度场和风场叠加分析表明,上海"城市热岛"特征与长江沿岸及邻近水域的热力不均匀分布引发了江风,江风将江岸邻近水域的湿、冷空气向城市陆地输送,并与陆地上干、热空气交汇,激发产生局地短时强降水,而降水的发生,导致地面温度下降、"城市热岛"特征减弱,从而减小水陆温度差,进而减弱江风,这直接减弱了有助于降水发生发展的动、热力强迫条件,促使降水趋于衰亡结束。(2)地面Q矢量散度辐合场和温度露点差叠加分析表明:在降水发生发展阶段,Q矢量散度辐合强迫产生垂直上升运动较强,而空气湿度条件相对较弱;在降水强盛阶段,Q矢量散度辐合强度和空气湿度的强度不仅增至最强,且上升运动区与高湿区重合;在降水衰亡阶段,地面空气一直维持高湿条件而Q矢量散度辐合强度明显减弱。这从地面大气中垂直上升运动条件和水汽条件揭示出致使降水强度发展演变的内在因素,且二者重叠区对降水落区有较好指示意义。最后,对地面Q矢量散度辐合场在局地短时强降水短临预报工作中的潜在应用前景进行了有意义的讨论。
关键词
局地短时强降水
Q矢量
地面自动气象站资料
成因分析
Keywords
local short-lived severe precipitation
Q vector
data of ground automatic weather station
analysis of cause
分类号
P426.62 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
吴义凯
王成刚
苗世光
《气象》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
西太平洋副热带高压控制下上海地区一次局地短时强降水成因的Q矢量分析
岳彩军
顾问
唐玉琪
韩志惠
王晓峰
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2018
3
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