高分辨中尺度雷电预报模式GRAPES_LM的建立及其初步应用试验 被引量：3

1

作者 黄丽萍 陈德辉 马明 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期291-301,共11页

为了探索雷电天气的数值预报新方法,在高分辨GRAPES_Meso中尺度预报模式中添加了各种水成物电荷密度预报方程组,同时从传统基于云模式的三维雷电模式中剥离出起电过程和放电过程参数化方案,作为中尺度模式的一种物理过程参数化方案嵌套... 为了探索雷电天气的数值预报新方法,在高分辨GRAPES_Meso中尺度预报模式中添加了各种水成物电荷密度预报方程组,同时从传统基于云模式的三维雷电模式中剥离出起电过程和放电过程参数化方案,作为中尺度模式的一种物理过程参数化方案嵌套进中尺度模式,使得整套中尺度模式包含了大气动力、雷电过程及各种物理过程,建立了大气动力-物理过程和雷电过程一体化的数值预报模式GRAPES_LM,建立的GRAPES_LM模式包含了多种复杂的微物理过程参数化方案,其中,包括中国气象科学研究院开发研制的双参数对流云参数化方案;包含了霰/雹与冰晶/雪晶碰撞回弹的非感应起电、霰/雹与云滴碰撞的感应起电及霰碰撞大云滴造成冰晶繁生的次生冰晶起电3种起电参数化方案以及最新的随机双向放电参数化。并利用美国CCOPE观测试验中的个例观测资料(1981年7月19日),进行了初步应用模拟试验,对模式的雷电数值预报的可行性进行了验证分析。结果表明,高分辨率GRAPES_LM模式对1981年7月19日的雷电过程个例做出了成功的模拟预报,较好地给出了雷暴云的动力、微物理和电过程的时空演变,雷电天气数值预报新方法的可行性得到了初步验证。 展开更多

关键词 高分辨中尺度预报模式 雷电模式 起电/放电过程 参数化

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基于高分辨率中尺度气象模式的实际雷暴过程的数值模拟试验 被引量：19

2

作者 黄丽萍 管兆勇 +1 位作者 陈德辉 马明 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第6期1341-1351,共11页

雷暴数值预报的实际应用离我们还有多远?本文对此进行了尝试,即利用一个复杂的高分辨率中尺度气象模式驱动一个三维雷电模式,在只采用常规气象观测资料的条件下,对北京的一次实际雷暴过程进行模拟试验,分析了雷暴云的宏观动力、微物理... 雷暴数值预报的实际应用离我们还有多远?本文对此进行了尝试,即利用一个复杂的高分辨率中尺度气象模式驱动一个三维雷电模式,在只采用常规气象观测资料的条件下,对北京的一次实际雷暴过程进行模拟试验,分析了雷暴云的宏观动力、微物理过程及电结构的时空变化特征以及其可能的相互作用机制。结果表明:利用高分辨中尺度模式预报出的三维气象场作为雷电模式的初始场,完全可以不需添加虚假的扰动来触发雷暴云的发展,高分辨中尺度模式的预报场本身所包含的水平非均匀、垂直强非静力性及较强的对流不稳定信息足够促发雷暴云的剧烈发展;用较为真实的三维气象场作为初始场模拟产生的电场分布特征与云微物理分布特征及环境气象要素的分布结构非常协调,得到的雷暴云的电荷结构特征以及电结构随时间的演变特征更为复杂,更真实的体现了实际雷暴云本身发展的复杂性,同时,模式能够模拟出合理的云闪及正负云地闪,且模拟的闪电频数随时间发展演变趋势基本与观测实况基本吻合,从而表现了对雷电天气潜在的预报能力。本次模拟的北京雷暴云在发展过程中,水物质霰的最大质量比、最大正电场强度及闪电频数随模拟时间的演变发展趋势非常相似。 展开更多

关键词 高分辨中尺度模式 雷暴模式 非均匀初始场 电结构

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非静力中尺度高分辨率模式模拟中的垂直坐标影响研究 被引量：9

3

作者 李兴良 陈德辉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期161-172,共12页

近几年来,随着高性能计算机技术的高速发展,甚高分辨率的中尺度数值预报模式业务应用已成为可能,与之相关的一系列模式技术的新问题也随之提了出来,垂直坐标系的影响就是其中之一。文中借助于美国新一代数值预报模式WRF(WeatherReseacha... 近几年来,随着高性能计算机技术的高速发展,甚高分辨率的中尺度数值预报模式业务应用已成为可能,与之相关的一系列模式技术的新问题也随之提了出来,垂直坐标系的影响就是其中之一。文中借助于美国新一代数值预报模式WRF(WeatherReseachandForecast),比较了非静力中尺度模式高分辨率模拟应用的垂直坐标影响问题。研究表明,当选用几何高度(z)和气压(p)来构造地形追随坐标时,低层两坐标引起的误差基本一样,中高层高度地形追随坐标引起的误差小于气压地形追随坐标;而且分辨率越高差异愈大。高分辨率模拟结果也表明,这种差异趋势是存在的;此外,本文对天气过程的预报要素场进行了相关的分析。 展开更多

关键词 垂直 模式模拟 中尺度数值预报模式 非静力中尺度模式 计算机技术 甚高分辨率 业务应用 模拟应用 模拟结果 天气过程 坐标系 and 坐标时 地形 要素场 相关 气压 高度 误差 标引 低层 高差

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一个中尺度模式中高分辨边界层的参数化 被引量：3

4

作者 高会旺 黄美元 姚小红 《气候与环境研究》 CSCD 1997年第4期48-55,共8页

建立一个高分辨大气边界层模式。然后，把该模式与一个中尺度数值预报模式进行耦合并把模式计算结果与实测结果进行了对比。结果表明，该耦合模式能够模拟出大气边界层的流场、温度场和气压场的特征。

关键词 大气边界层 高分辨边界层模式 中尺度预报模式

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高分辨有限区数值预报模式的省时显式积分 被引量：2

5

作者 薛纪善 林俊杰 王康玲 《大气科学》 CSCD 北大核心 1995年第2期165-175,共11页

本文提出利用省时显式方案积分两个高分辨有限区数值预报模式。其结果表明，这一积分方案可以使模式的计算效率大大提高，而由时间积分方案的变化所造成的预报差异比模式空间离散化方案的不同所造成的预报差异要小。同时还讨论了将省时... 本文提出利用省时显式方案积分两个高分辨有限区数值预报模式。其结果表明，这一积分方案可以使模式的计算效率大大提高，而由时间积分方案的变化所造成的预报差异比模式空间离散化方案的不同所造成的预报差异要小。同时还讨论了将省时显式方案用于有限区模式的边界处理问题，提出了一个与蛙跃格式等价的边界处理方案。 展开更多

关键词 数值预报 高分辨模式 天气预报 显式积分

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河南“75.8”大暴雨的中尺度集合预报试验 被引量：26

6

作者 谭燕 陈德辉 《气象》 CSCD 北大核心 2008年第9期10-21,共12页

发生在河南的“75．8”特大暴雨是我国历史上影响最大、受灾程度最严重的一次灾害性天气过程，其造成的人员伤亡与唐山地震相当，造成的经济损失近百亿元，我国气象学家对此展开过大量的研究，其可预报性问题一直都受关注。尝试采用近... 发生在河南的“75．8”特大暴雨是我国历史上影响最大、受灾程度最严重的一次灾害性天气过程，其造成的人员伤亡与唐山地震相当，造成的经济损失近百亿元，我国气象学家对此展开过大量的研究，其可预报性问题一直都受关注。尝试采用近年来在预报理论与实践中提出的中尺度集合预报技术，以GRAPES中尺度有限区模式作为试验模式工具，针对此次过程展开两组试验。试验1主要着眼于对暴雨有较大影响的积云对流参数化方案，分别从对流激发和大尺度环境场相互作用的角度出发，对其中一些经验性参数在合理取值范围内给予调整，使其在一定程度上表征模式的不确定性，来构建集合成员。试验结果表明：对流参数化方案中不同的参数对降水的影响作用各不相同，空间上对于降水落区的影响不是很大，但是对降水强度的改善却很明显，集合平均对强暴雨中心的体现有积极作用，平均后的暴雨区最大降水量预报为90mm／24h，比“确定性”预报（控制试验）值70mm／24h改善了约30％，最佳的单个成员的暴雨区最大降水量预报值（120mm／24h）比控制试验预报（70mm／24h）提高了70％；时间上看，不同的参数会影响到积云对流的激发，使得降水发生的时间有所不同，进而影响后续降水的发展。试验2利用模式不同分辨率和不同物理参数化方案的组合来构造集合成员，进行中尺度集合预报试验，试验结果表明：简单的集合平均能在一定程度上改善降水强度，与高分辨率模式预报结果比较，暴雨中心降水量约提高了20％～30％。可见：集合预报能在一定程度上减弱模式不确定性的影响；对流参数化方案和经验性参数的差异、模式分辨率的差异确实对模拟结果有一定的影响。 展开更多

关键词 暴雨 中尺度集合预报 不确定性 对流参数化 模式分辨率

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一个区域PBL模式建立与应用研究 被引量：14

7

作者 周幂 蒋维楣 +1 位作者 徐敏 王卫国 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期395-400,共6页

建立了一个高空间分辨率的非静力E ε闭合PBL模式 ,适用于复杂下垫面条件下的区域 (水平尺度在几公里到几百公里 ,时间尺度在几分钟到几天之间 ) ,较精细地模拟下垫面动力、热力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,用... 建立了一个高空间分辨率的非静力E ε闭合PBL模式 ,适用于复杂下垫面条件下的区域 (水平尺度在几公里到几百公里 ,时间尺度在几分钟到几天之间 ) ,较精细地模拟下垫面动力、热力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,用以满足城市化和区域化的空气质量预测模拟需要 .将模式运用于 3个下垫面复杂的区域进行诊断和预报模拟 ,结果表明模式能较好地模拟复杂下垫面热力和动力作用下的边界层三维风、温、湿及湍流场的结构和特征 ,模拟结果与观测资料一致 . 展开更多

关键词 区域PBL模式 复杂下垫面 分辨率 空气质量预测 中尺度大气扩散模拟系统 诊断模拟 预报模拟

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南海夏季风爆发的数值预报模拟实验 被引量：9

8

作者 吴池胜 冯瑞权 +3 位作者 古志明 王安宇 侯尔滨 林文实 《气候与环境研究》 CSCD 2000年第4期486-494,共9页

１９９８年５月２１日００时（ ＵＴＣ），对流层上部 ２００ ｈＰａ的南亚反气旋中心位于（１６°Ｎ， ９４°Ｅ）附近， ８５０ｈＰａ南海的中南部仍为副热带反气旋控制；到 ２１日１２时， ２００ｈＰａ的南亚反气旋中心迅... １９９８年５月２１日００时（ ＵＴＣ），对流层上部 ２００ ｈＰａ的南亚反气旋中心位于（１６°Ｎ， ９４°Ｅ）附近， ８５０ｈＰａ南海的中南部仍为副热带反气旋控制；到 ２１日１２时， ２００ｈＰａ的南亚反气旋中心迅速移到（２１°Ｎ， ９４°Ｅ）附近，同时 ８５０ ｈＰａ的南海副热带反气旋减弱东撤，南海的中南部由东南风转变为西南风，南海夏季风爆发。本文利用美国国家大气研究中心和宾西法尼亚州大学联合研制的中尺度模式（ＭＭ５Ｖ２）模拟预报这一过程，同时通过敏感性实验研究了区域边界条件和水平分辨率对季风预报模拟实验的影响。 展开更多

关键词 南海夏季风爆发 模拟实验 数值预报 1998年 中尺度模式 水平分辨率 反气旋 模拟预报 联合研制 研究中心 季风预报 边界条件 实验研究 副热带 中南部 对流层 西南风 东南风 敏感性 南亚 大气

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豫北“7·9”特大暴雨的短期预报分析和反思 被引量：28

9

作者 漆梁波 徐珺 《气象》 CSCD 北大核心 2018年第1期1-14,共14页

对2016年7月9日豫北特大暴雨的短期预报决策过程进行了总结和反思,主要结论如下:(1)此次降水过程存在明显的对流云团之间的合并及组织化过程,这些过程涉及中小尺度系统相互作用。作为重要业务参考的全球模式(包括确定性和集合预报)均未... 对2016年7月9日豫北特大暴雨的短期预报决策过程进行了总结和反思,主要结论如下:(1)此次降水过程存在明显的对流云团之间的合并及组织化过程,这些过程涉及中小尺度系统相互作用。作为重要业务参考的全球模式(包括确定性和集合预报)均未能提前(24或12h)对此次暴雨过程做出有效预报或提示。(2)高分辨区域模式和快速同化更新系统大多表现出更好的预报能力,可提前12或6h提示预报员豫北地区有暴雨或大暴雨。(3)特大暴雨过程预报失败的主要原因是预报员过份依赖全球模式的结果,缺乏使用高分辨区域模式产品的经验或对这些模式产品信心不足。高分辨区域模式在投入业务运行之前,需加强对预报员的系统性培训,才能更有效地发挥这些模式产品的业务效能。(4)在现有QPF业务流程中逐渐增加概率产品的使用,既符合新技术的发展趋势,也可望对暴雨或极端降水的预报提供更有效支撑。 展开更多

关键词 特大暴雨 短期预报 预报反思 高分辨区域数值模式

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沈阳地区一次冰雹天气过程形成机制的数值模拟 被引量：18

10

作者 隋东 沈桐立 张涛 《气象》 CSCD 北大核心 2005年第7期20-23,共4页

应用中尺度MM5数值预报模式对2003年6月28日发生在沈阳地区的一次冰雹强对流天气过程进行数值模拟和分析,并与实况观测资料进行比较,成功地模拟出中尺度强对流天气系统演变规律,得出这次强对流天气过程的触发机制,为冰雹强对流天气的预... 应用中尺度MM5数值预报模式对2003年6月28日发生在沈阳地区的一次冰雹强对流天气过程进行数值模拟和分析,并与实况观测资料进行比较,成功地模拟出中尺度强对流天气系统演变规律,得出这次强对流天气过程的触发机制,为冰雹强对流天气的预报提供有应用价值的思路和方法。此次冰雹强对流天气过程主要是受深厚的低涡天气系统作用的结果,高低空急流的耦合、干湿空气间强的风垂直切变和上层干冷、下层暖湿的位势不稳定层结是此次冰雹强对流爆发的重要触发机制。 展开更多

关键词 沈阳地区 冰雹天气过程 数值模拟 形成机制 强对流天气过程 2003年6月 数值预报模式 天气系统 触发机制 高低空急流 不稳定层结 观测资料 演变规律 应用价值 垂直切变 中尺度 MM5 湿空气 低涡 上层 爆发

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基于WRF中国境内土壤湿度-降水耦合强度的诊断 被引量：1

11

作者 刘源 张述文 +1 位作者 李少英 曹倩 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期160-166,共7页

借助中尺度模式WRF,以粗分辨率GLDAS资料统计出的强耦合2000年和弱耦合2005年夏季为代表时段进行高时空分辨率的模拟.结果表明,在周时间尺度内,土壤湿度-降水耦合强度在时间尺度为6 h时最强,除部分区域外,耦合强度随着时间的增加逐渐减... 借助中尺度模式WRF,以粗分辨率GLDAS资料统计出的强耦合2000年和弱耦合2005年夏季为代表时段进行高时空分辨率的模拟.结果表明,在周时间尺度内,土壤湿度-降水耦合强度在时间尺度为6 h时最强,除部分区域外,耦合强度随着时间的增加逐渐减弱.较强耦合区基本位于半干旱和半湿润区,包括山东、山西、河北、天津、北京、内蒙古中南部等,与统计结果一致.2000年夏季耦合强于2005年,但强耦合出现的月份以及空间分布均不固定,内蒙古中南部地区始终为中国夏季土壤湿度-降水共同强耦合区.由于时空分辨率的增加,发现一些零星分布的较强耦合区,而GLDAS统计结果中并没有出现. 展开更多

关键词 土壤湿度-降水耦合强度 中尺度模式WRF 数值试验 高时空分辨率

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