MM5中新显式云物理方案的建立和数值模拟 被引量：23

1

作者 赵震 雷恒池 吴玉霞 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第4期609-619,共11页

在MM5动力框架内,在其中Reisner2方案基础上采用双变参数方案,增加了云水、雨水、雪和霰的数浓度预报方程。云中凝结核CCN的数浓度采用超几何函数表示;云水向雨水的自动转换过程考虑了云滴谱的特征和发展变化对该过程的影响,而不是采用... 在MM5动力框架内,在其中Reisner2方案基础上采用双变参数方案,增加了云水、雨水、雪和霰的数浓度预报方程。云中凝结核CCN的数浓度采用超几何函数表示;云水向雨水的自动转换过程考虑了云滴谱的特征和发展变化对该过程的影响,而不是采用原方案给定阈值的方法描述该过程;对连续碰并方程不再将粒子落速差作为常量提出积分号外,而是直接作为粒子直径函数在积分号内求解,这样处理可以回避使用粒子群的平均落速带来的误差;增加了霰和雪、霰和冰晶的碰并微物理过程。粒子引入Г分布谱函数,对微物理过程采用了与之相适应的计算公式。通过增加新预报量的计算和输出程序,在MM5的显式方案中新增加了一个可选方案,并称之为新方案。模拟了一次层状云降水过程,在区域二分别采用了新方案和Reisner2方案以作对比。新旧方案降水模拟结果的对比表明新方案在降水范围和强度的预报效果有所改进。模拟结果给出了层状云的合理微观结构和它的一些特征,增强了MM5研究微观云物理的能力;通过单站微物理过程分析,揭示了降水过程的可能形成机制。说明新方案可以为层状云的宏微观结构特征、降水物理过程和人工影响天气研究提供一定依据。 展开更多

关键词 MM5 双参数谱演变方案 云凝结核 微物理结构

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北京一次短时局地大暴雨过程的特征及对云物理方案的敏感性数值模拟试验 被引量：10

2

作者 陈赛男 郭学良 付丹红 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期1344-1364,共21页

云物理过程是云和降水形成的重要环节。本文针对2011年6月23日发生在北京地区的一次大暴雨过程进行了云降水与天气特征分析,并开展了WRF模式中10种不同云微物理方案对此次暴雨强度、落区和发生时间的敏感性数值模拟试验。研究结果表明,... 云物理过程是云和降水形成的重要环节。本文针对2011年6月23日发生在北京地区的一次大暴雨过程进行了云降水与天气特征分析,并开展了WRF模式中10种不同云微物理方案对此次暴雨强度、落区和发生时间的敏感性数值模拟试验。研究结果表明,此次大暴雨是由多单体组织、合并形成深厚的中尺度对流系统,并具有明显的短时局地特征和有利的高低空、高低纬度大中尺度天气环流形势及强烈的水汽输送条件。暴雨强度、落区和发生时间的数值模拟结果对云物理方案非常敏感。不同云物理方案对累积降水量≥50 mm和≥100 mm的暴雨模拟的ETS评分显示,只有Thompson方案对此暴雨量级的评分均为正,其他方案的ETS评分均不理想,特别是对累积降水量≥100 mm的大暴雨模拟。在小时暴雨强度和发生时间方面,Thompson方案模拟效果也较好,其次是Lin方案和WSM6方案;对区域累积最大降水量和落区的模拟方面,Thompson方案和Morrison方案模拟的最大累积降水量更接近观测值,但在落区方面,一些具有完整云物理过程的单参数方案(Lin方案、WSM6方案)模拟效果较好,但模拟的最大降水量偏小。针对暖雨的双参数方案WDM6对区域平均降水模拟较好,但对暴雨极端降水模拟较差。对造成差异的原因分析表明,不同云物理方案的差异主要体现在雪和霰的参数化方面,由于采用的粒子谱分布、密度和末速度不同,导致云中粒子间的碰并和形成过程不同,大部分云物理方案模拟的霰含量高,雪含量低。这种云微物理过程的差异会导致云动力过程的反馈作用出现明显不同,但这种反馈作用的差异主要体现在降水粒子对上升气流的拖曳作用不同。尽管云中相变潜热过程对云动力过程具有很重要的影响,但不同云物理方案在相变潜热过程和温度廓线分布方面造成的差异并不明显。因此,云物理方案中考虑合理的粒子谱分布、形态和密度变化,有利于提高暴雨的模拟效果。 展开更多

关键词 云物理方案 局地大暴雨 数值模拟 北京

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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

3

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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GRAPES双参数云微物理方案的改进和云降水个例模拟研究:GRAPES_SCM对热带对流云个例的模拟研究 被引量：6

4

作者 李喆 马占山 +1 位作者 刘奇俊 杨军丽 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第6期756-765,共10页

应用全球-区域同化预报系统单柱模式(GRAPES_SCM),对热带暖池国际云试验(TWP-ICE)个例进行数值模拟。通过和实际观测资料进行对比,诊断并改进了Liuma云微物理方案对热带对流云微物理特征的模拟能力。结果显示在GRAPES_SCM框架下,Lium a... 应用全球-区域同化预报系统单柱模式(GRAPES_SCM),对热带暖池国际云试验(TWP-ICE)个例进行数值模拟。通过和实际观测资料进行对比,诊断并改进了Liuma云微物理方案对热带对流云微物理特征的模拟能力。结果显示在GRAPES_SCM框架下,Lium a原方案和WSM6(WRF single moment)方案均能呈现出TWP-IC E期间热带云系的发展特征,并能够明显区分试验期间的季风活跃期和季风抑制期。活跃期Liuma原始方案和WSM6方案模拟的冰云组成结构差异显著,在Liuma原始方案所模拟的冰相水凝物分布中,存在冰雪含量过少、霰过多的现象。改进后的Lium a方案对程序中各微物理过程计算顺序进行了优化,改进后霰质量混合比明显减少,冰雪质量混合比明显增加,冰相水凝物分布较合理。 展开更多

关键词 GRAPES_SCM TWP-ICE Liuma云微物理方案 热带对流云

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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

5

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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两类双参数云微物理方案对夏季强降水事件模拟能力的对比研究 被引量：11

6

作者 王文君 朱彬 +4 位作者 杨素英 陆其峰 刘宁薇 李岩 王梓航 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期721-730,共10页

运用中尺度WRF模式,分别采用Morrison(MOR)和Milbrandt-Yau(MY)双参数化云微物理方案,对2010年7月20—21日辽宁省的一次强降水过程进行模拟,通过对比分析两个方案所对应的地表累积降水量、降水强度、云中微物理量的模拟结果,评估两个双... 运用中尺度WRF模式,分别采用Morrison(MOR)和Milbrandt-Yau(MY)双参数化云微物理方案,对2010年7月20—21日辽宁省的一次强降水过程进行模拟,通过对比分析两个方案所对应的地表累积降水量、降水强度、云中微物理量的模拟结果,评估两个双参数方案对强降水事件的模拟能力及主要微物理过程的差异。结果表明,在对雨带和强降水中心的位置上,MOR方案的模拟能力优于MY方案,但MY方案对强降水中心强度模拟能力则优于MOR方案;两方案对强降水宏观特征的模拟差异在一定程度上体现了它们在微物理具体方案上的差异,相比MY方案而言,MOR方案模拟降水发展期的垂直水汽通量高,使得雪晶的凝华增长、碰连增长增强,从而导致MOR方案的冰晶含量低,雪晶含量高,通过雪晶的凇附作用形成的霰含量也比MY方案高,霰的凇附增长消耗了大量过冷水,使冷云中云滴(过冷水)含量减少; MOR方案模拟得到的600 hPa到地表的雨滴直径均为1 mm,与实际雨滴直径的观测值不符,需要未来进一步开展研究,对原方案进行优化。 展开更多

关键词 双参数云微物理方案 强降水 数值模拟

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GRAPES模式不同云物理方案对短期气候模拟的影响 被引量：25

7

作者 章建成 刘奇俊 《气象》 CSCD 北大核心 2006年第7期3-12,共10页

在胡志晋、刘奇俊云物理方案的基础上,研制了GRAPES模式的云降水显式方案。用不同云物理方案开展了短期气候(月尺度)过程的模拟试验,并与地面观测资料和NECP再分析资料进行了对比分析。模拟的结果表明,耦合了云降水显式方案的GRAPES模... 在胡志晋、刘奇俊云物理方案的基础上,研制了GRAPES模式的云降水显式方案。用不同云物理方案开展了短期气候(月尺度)过程的模拟试验,并与地面观测资料和NECP再分析资料进行了对比分析。模拟的结果表明,耦合了云降水显式方案的GRAPES模式较好地模拟出了中国地区降水、温度、云量、长短波辐射的特点和分布规律。气候模拟中冰相过程和暖云过程模拟的降水、温度、云量和辐射差异较大,不同相态的水凝物及其分布对辐射特征有较大的影响,混合相云物理方案的模拟结果与实况更为吻合,应使用混合相云物理方案进行短期气候的模拟。 展开更多

关键词 云物理方案 GRAPES模式 短期气候模拟 云辐射特征

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一次梅雨锋暴雨云物理特征的数值模拟研究 被引量：12

8

作者 鞠永茂 王汉杰 +1 位作者 钟中 宋帅 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期381-395,共15页

利用中尺度数值模式MM5(V3.6),选用模式中不同的显式云物理方案,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,并根据模拟结果对造成此次暴雨过程的对流云团的微物理特征进行了分析。研究结果表明:(1)具有详细云物... 利用中尺度数值模式MM5(V3.6),选用模式中不同的显式云物理方案,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,并根据模拟结果对造成此次暴雨过程的对流云团的微物理特征进行了分析。研究结果表明:(1)具有详细云物理过程的中尺度模式MM5对短时强降水过程具有较好的模拟能力,提高MM5模式的分辨率,可以更好地模拟短时梅雨锋暴雨过程,模式中的Goddard云物理方案的模拟结果要优于Reisner方案和Schultz方案。(2)梅雨锋对流云团是一种复杂的固、液、气三相混合体结构,在云体区域内的平均质量密度分布中,水汽的质量密度最大,其次是霰,而冰晶、雪、云水和雨水的质量密度较小且数值大小彼此接近,各种相态粒子质量密度峰值出现的高度随时间无明显变化。雨水、云冰和霰的质量密度随时间演变规律与地面降水强度的变化特征相一致,近地面层水汽密度随时间的演变规律比地面降水强度提前1—2个小时,水汽通量的辐合对暴雨时段内水汽的补充和维持起到了重要的作用。(3)除了最基本的云水向雨水转化的云微物理过程之外,此次降水过程还显示,在中层500—700hPa范围内雪、冰晶等冰相粒子首先转化为霰粒子,而霰和云水的结合进一步加速(剧)云水向雨水的转换,成为短时特大暴雨形成不可或缺的动力机制,云物理过程中的相变潜热与对流运动的正反馈机制是促进暴雨维持和发展的最重要热力因子。 展开更多

关键词 MM5 梅雨锋 暴雨 goddard云物理方案 TRMM

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单双参云微物理方案对强降水过程中云宏微观特征模拟的对比分析 被引量：8

9

作者 黄乾 钱悦 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期615-625,共11页

将WRF3.9模式的16种云微物理方案分为单参、双参两组,分别对2016年6月30日—7月4日江淮流域的一次强降水过程进行模拟。首先利用逐小时观测降水对各组模拟降水进行评估,在此基础上利用FY-2G和CALIPSO云产品数据分别评估不同方案对降水... 将WRF3.9模式的16种云微物理方案分为单参、双参两组,分别对2016年6月30日—7月4日江淮流域的一次强降水过程进行模拟。首先利用逐小时观测降水对各组模拟降水进行评估,在此基础上利用FY-2G和CALIPSO云产品数据分别评估不同方案对降水过程中总云量、云垂直结构云水含量等宏微观特征的模拟性能。结果表明:选用不同的云微物理参数化方案均能较好地模拟出该次过程的雨带位置和中心降水强度,但不同方案对云宏微观特征的模拟结果有显著差异。分析两组试验对总云量的模拟结果发现,单参方案组除Kessler暖云方案对冰云过程描述不足导致模拟的总云量显著偏高外,其他单参方案和所有双参方案均能模拟出强降水过程中总云量的时空演变特征。从云覆盖率和云水含量的垂直分布特征来看,单参方案组对600 hPa以下中低层暖云的模拟稳定性整体略优于双参方案组;而对200~500 hPa的冰相云模拟结果相反,双参方案组比单参试验组模拟的固水含量更加集中。将各层云覆盖率与CALIPSO云产品的对比也发现,对于低层暖云降水过程,选择如WSM3单参云微物理方案比双参方案得到的模拟云量更加接近实况,而对于以深对流为主要运动特征的冷云降水过程,选择如WDM5或WDM6这样双参云微物理方案模拟得出的高云量值更加稳定,误差也更小。 展开更多

关键词 单双参云微物理方案 强降水 云量

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祁连山云系云微物理结构和人工增雨催化个例模拟研究 被引量：25

10

作者 陈小敏 刘奇俊 章建成 《气象》 CSCD 北大核心 2007年第7期33-43,共11页

改进了胡志晋、刘奇俊的云物理方案,并实现了与GRAPES模式的耦合;利用包括了新云物理方案的GRAPES模式对祁连山地区一次山区云降水过程进行了数值模拟,研究了祁连山地区云系的微物理结构,并开展了人工催化的数值试验研究。结果表明:(1)... 改进了胡志晋、刘奇俊的云物理方案,并实现了与GRAPES模式的耦合;利用包括了新云物理方案的GRAPES模式对祁连山地区一次山区云降水过程进行了数值模拟,研究了祁连山地区云系的微物理结构,并开展了人工催化的数值试验研究。结果表明:(1)耦合的双参数方案能够较好的模拟此次降水范围、强度及云场分布的特点和规律;(2)新方案给出了祁连山云系的合理微观结构和它的特征;(3)播撒冰晶可以增加降雨,在云初始阶段播撒增雨范围较广,在云发展阶段播撒增雨范围较集中;(4)播撒冰晶后,云的动力结构发生了改变。 展开更多

关键词 GRAPES模式 双参数云物理方案 云物理过程 催化模拟

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冰晶核化对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟研究 被引量：9

11

作者 谭涌波 杨忆 +3 位作者 师正 周博文 张冬冬 廖义慧 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期289-302,共14页

本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原... 本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原方案所得的-50.1^-24.2°C温区;在整个雷暴云的发展过程中新方案冰晶的分布高度、温度区间以及最大浓度值均大于原方案。(2)在新方案中,温度相对较高的过冷区产生大量冰晶,其争食云中水汽抑制了云滴、雨滴的增长。此外,与原方案相比,霰增长受雨滴大幅减小的影响进一步得到限制,导致生成的霰小于原方案,且空间分布具有较大区别。(3)两方案在雷暴云初期形成的电荷结构不同;在发展旺盛与消散阶段新方案中电荷空间分布区域和电荷量均大于原方案,此外,在不同时刻主正电荷区和主负电荷区的中心高度存在差异。本文对云微物理过程及起电的分析为后继探讨气溶胶与雷暴云起放电过程、电荷结构之间的相互关系提供了有利条件。 展开更多

关键词 冰晶 核化方案 微物理过程 云模式

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HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(I)云降水显式方案 被引量：42

12

作者 刘奇俊 胡志晋 周秀骥 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第b03期60-67,共8页

将三套显式云降水方案移植、耦合到国家气象中心业务有限区数值预报模式HLAFS中 ,显式云降水方案包括双参数暖云方案、简化混合相云方案和双参数混合相云方案 ,明显地改进了原模式预报系统的湿物理过程 ,特别是对云降水过程的模拟能力... 将三套显式云降水方案移植、耦合到国家气象中心业务有限区数值预报模式HLAFS中 ,显式云降水方案包括双参数暖云方案、简化混合相云方案和双参数混合相云方案 ,明显地改进了原模式预报系统的湿物理过程 ,特别是对云降水过程的模拟能力。详细介绍了这三套云降水方案的物理过程 。 展开更多

关键词 显式云降水方案 数值预报 暴雨 湿物理过程 水汽 微物理 温度 人工增雨技术

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HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(II)暴雨和云的模拟 被引量：14

13

作者 刘奇俊 胡志晋 周秀骥 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第b03期68-77,共10页

在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下 ,利用文章 (I)所述的显式云降水方案 ,对一次暴雨过程和伴随着的云物理过程进行了模拟研究和分析。模拟结果表明 ,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显... 在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下 ,利用文章 (I)所述的显式云降水方案 ,对一次暴雨过程和伴随着的云物理过程进行了模拟研究和分析。模拟结果表明 ,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显改进。模式能合理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程。冰相过程对降水、中尺度热力和动力场有明显影响 ,特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率。与卫星TBB资料的对比分析表明 ,引进显式方案后 ,模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、生消和移向 ,模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致。 展开更多

关键词 HLAFS数值预报模式 显式云降水方案 云 物理过程 暴雨模拟 降水落区 卫星测量 人工增雨技术

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“99.6”梅雨锋暴雨云和降水物理过程的中尺度数值模拟 被引量：6

14

作者 杨静 王鹏云 李兴荣 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期203-212,共10页

用MM5(V2)中尺度非静力数值模式对长江中下游地区的梅雨锋降水的云和降水进行模拟研究。对于可分辨尺度的降水,采用Reisner霰显式方案;对云内微物理过程特别是对各种水成物的源汇项进行了详细分析,以期深入了解梅雨锋云系内部的云物理... 用MM5(V2)中尺度非静力数值模式对长江中下游地区的梅雨锋降水的云和降水进行模拟研究。对于可分辨尺度的降水,采用Reisner霰显式方案;对云内微物理过程特别是对各种水成物的源汇项进行了详细分析,以期深入了解梅雨锋云系内部的云物理过程。 展开更多

关键词 MM5 Reisner显式方案 云物理过程 源汇项

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云微物理过程对台风数值模拟的影响 被引量：14

15

作者 常婉婷 高文华 +1 位作者 端义宏 邓琳 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期443-455,共13页

将中国气象科学研究院(CAMS)混合双参数云微物理方案用于中尺度天气模式WRF,开展了对2013年超强台风天兔(1319)的模拟,通过与台风最佳路径、强度及热带降雨测量卫星(TRMM)资料对比,分析CAMS云微物理方案在模拟台风中的适用性及云微物理... 将中国气象科学研究院(CAMS)混合双参数云微物理方案用于中尺度天气模式WRF,开展了对2013年超强台风天兔(1319)的模拟,通过与台风最佳路径、强度及热带降雨测量卫星(TRMM)资料对比,分析CAMS云微物理方案在模拟台风中的适用性及云微物理过程对模拟台风天兔的影响机制。设计了3组敏感性试验:修改雪粒子质量和落速系数(EXP1),采用海洋性云滴参数(EXP2),同时修改雪粒子质量和落速系数并采用海洋性云滴参数(EXP3)。结果表明:EXP1和EXP3由于霰碰并雪速率的增加及减小的雪下落通量,导致雪含量显著降低,同时也减少了整体冰相物的含量;EXP2和EXP3模拟的台风眼区对流有效位能快速减小,再现了前期台风的快速增强过程,路径偏差也最小;各试验模拟的小时降水率总体偏强,EXP3的降水空间分布与实况更接近,明显降低雪粒子含量,并一定程度上改善模拟的台风路径、强度及降水分布等。该结果不但可为改进适用于台风的云微物理参数化方案提供思路,也可加深云微物理过程对台风影响的认识。 展开更多

关键词 CAMS云微物理方案 台风 微物理过程 数值模拟

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WRF模式云参数化方案对一次深对流系统模拟的验证和改进 被引量：3

16

作者 曹蓓 赵震 白爱娟 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期626-638,共13页

使用中尺度数值模式WRF中的双参数云微物理方案WDM6针对2008年台风“凤凰”登陆过程中造成的强降水进行数值模拟,通过卫星模拟器利用MTSAT-1R和TRMM卫星观测的红外云顶黑体亮温TBB、PR雷达反射率资料使用统计方法验证模拟结果。通过修... 使用中尺度数值模式WRF中的双参数云微物理方案WDM6针对2008年台风“凤凰”登陆过程中造成的强降水进行数值模拟,通过卫星模拟器利用MTSAT-1R和TRMM卫星观测的红外云顶黑体亮温TBB、PR雷达反射率资料使用统计方法验证模拟结果。通过修改云水向雨水自动转化过程、冰晶核化过程、雪和霰的下落末速度、雪和霰的截距进行敏感性试验,减小模拟结果和卫星观测结果的差异。研究结果表明:WDM6方案模拟的台风“凤凰”登陆后的降水,强对流云系及对流柱状雷达回波基本符合实况,但模拟结果局部偏强。WDM6方案模拟产生了较多的浅对流云,低估了对流云系的出现频率。不同云类型模拟的雷达回波均偏强,对流云系雷达回波垂直分布接近观测。敏感性试验结果说明修改WDM6方案中云水向雨水自动转化率有效地改善了模拟效果。同时发现云滴初始数浓度影响云水向雨水自动转化率并最终影响云系结构和雷达反射率的模拟结果,过高的云滴初始数浓度会使模拟结果变差。 展开更多

关键词 WRF模式 双参数云物理方案 卫星模拟器 敏感性试验

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登陆台风“罗莎”中云物理特征的数值模拟研究 被引量：15

17

作者 花丛 刘奇俊 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期626-638,共13页

选取2007年16号超强台风"罗莎"为个例,利用耦合了双参数混合相云降水物理方案的GRAPES中尺度模式对其进行模拟,并结合实况雨量、雷达及卫星资料分析了本次台风暴雨的结构及云微物理特征。结果表明,低空急流和不稳定的温度层... 选取2007年16号超强台风"罗莎"为个例,利用耦合了双参数混合相云降水物理方案的GRAPES中尺度模式对其进行模拟,并结合实况雨量、雷达及卫星资料分析了本次台风暴雨的结构及云微物理特征。结果表明,低空急流和不稳定的温度层结为本次降水过程提供了有利的天气条件。强降水中心主要出现在台风云系的北部和东部,在模拟时段内6小时累积降水最大值超过100 mm。积分固态水含量与液态水相当,说明冰相粒子在形成降水的过程中起重要作用。从CloudSat卫星探测结果来看,强对流发生在台风眼周围的云墙中。根据模拟结果分析,台风东北部的强降水属于对流云降水,最强上升气流出现在0℃等温线之下的暖区;西南部的降水强度比较均匀,强上升气流出现在高层冷云中,有利于冰粒子的形成和生长。 展开更多

关键词 台风暴雨 “罗莎” GRAPES模式 双参数云物理方案 云微物理

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河南省春季一次层状云降水云系结构和降水机制的数值模拟 被引量：9

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作者 胡鹏 赵震 +1 位作者 雷恒池 李铁林 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第2期374-384,共11页

利用PSU/NCAR的MM5中的双参数显式云物理方案,模拟了2007年河南省春季一次层状云降水过程,模拟结果显示,降雨主要落区和强度与观测一致,24 h降雨预报的TS评分较高。模式输出的雷达反射率与郑州站雷达RHI回波相比较,模拟的回波结构基本... 利用PSU/NCAR的MM5中的双参数显式云物理方案,模拟了2007年河南省春季一次层状云降水过程,模拟结果显示,降雨主要落区和强度与观测一致,24 h降雨预报的TS评分较高。模式输出的雷达反射率与郑州站雷达RHI回波相比较,模拟的回波结构基本符合层状云回波特征,存在零度层亮带。在成功降水模拟的基础上,分析了云系不同部位结构特征和粒子质量通量分布,发现雨水的形成在不同部位依靠不同的过程。郑州站云的垂直结构和降水微物理过程研究表明,降水机制符合"播种—供给"机制,降水形成主要依靠雪的融化和暖云微物理过程,暖云对整层降水起主要作用,暖云微物理过程是形成降水的更有效方式。 展开更多

关键词 河南省 双参数方案 层状云降水 微物理机制

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云凝结核浓度对一次梅雨锋降水影响的数值模拟 被引量：1

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作者 鹿翔 王春明 陈浩伟 《安徽农业科学》 CAS 2016年第2期219-223,228,共6页

利用WRF模式（V3．6），采用WDM6双参数微物理方案对2012年7月2～3日江淮地区的一次持续性梅雨锋暴雨过程进行数值模拟，对不同初始云凝结核（CCN）浓度背景下的地面累积降水量和云中微物理过程进行对比分析。结果表明，初始CCN浓度在... 利用WRF模式（V3．6），采用WDM6双参数微物理方案对2012年7月2～3日江淮地区的一次持续性梅雨锋暴雨过程进行数值模拟，对不同初始云凝结核（CCN）浓度背景下的地面累积降水量和云中微物理过程进行对比分析。结果表明，初始CCN浓度在一定程度上影响了降水的微物理过程，进而影响降水量；当背景CCN浓度增加时，在降水前期引起云滴半径减小，云滴转化效率变低，抑制暖云降水，后期冷云过程得到加强，大量冰相粒子生成，最终导致降水增加。 展开更多

关键词 云凝结核 微物理方案 梅雨锋 降水 数值模拟

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数值天气预报业务模式现状与展望 被引量：146

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作者 陈德辉 薛纪善 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期623-633,共11页

20 0 4年是数值天气预报理论提出 10 0周年 ,同时也是数值天气预报业务化应用 5 0周年。经过百年的发展历程 ,数值天气预报学科有了飞跃的发展。特别是最近 10多年来 ,大气科学以及地球科学的研究进展 ,高速度、大容量的巨型计算机及网... 20 0 4年是数值天气预报理论提出 10 0周年 ,同时也是数值天气预报业务化应用 5 0周年。经过百年的发展历程 ,数值天气预报学科有了飞跃的发展。特别是最近 10多年来 ,大气科学以及地球科学的研究进展 ,高速度、大容量的巨型计算机及网络系统的快速发展 ,更加快了数值天气预报的发展步伐。文中从模式动力框架、物理过程参数化、模式程序软件等方面对数值天气预报业务模式现状进行了简要综述 ,对存在的问题进行了探讨 ,并对数值天气预报业务模式的未来发展作了展望。当前数值天气预报业务模式发展的特点有 :(1) 2 0世纪 90年代中期以来 ,各国的全球和区域模式水平和垂直分辨率都有明显提高 ,且模式物理过程也同步进行改进 ;数值预报业务模式已进入了大规模并行计算的阶段 ;(2 )主要发达国家和中国都正在致力于研发各自的新业务数值预报模式———非静力 (多尺度 )一体化模式或非静力中尺度模式 ,部分国家的新一代天气 气候一体化数值模式已业务运行 ;(3)业务数值预报模式正在朝着不断完善的方向发展。随着模式分辨率的提高 ,云物理过程、陆面过程和湍流过程、考虑坡度 -坡向因子的辐射过程等在模式中的参数化方案 ,以及模式垂直坐标的选择越来越受重视 。 展开更多

关键词 数值天气预报 数值模式 数值预报模式 参数化方案 业务化 云物理过程 大气科学 域模式 巨型计算机 并行计算

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