题名 东南极地区WRF模式3种边界层参数化方案的评估
1
作者
胡杰 杨堤益 邹小伟 丁明虎
机构
中国气象科学研究院全球变化与极地研究所 浙江省海宁市气象局 武汉大学卫星导航定位技术研究中心
出处
《极地研究》
北大核心
2025年第1期11-25,共15页
基金
国家自然科学基金(42122047,42201151) 中国气象科学研究院基本科研业务项目(2021Z006)资助。
文摘
由于极地自然环境恶劣,大气观测受到较大的限制,因此,极地数值天气预报模式(Polar WRF)是在该地区开展大气科学研究的重要手段之一。本文利用Polar WRF 4.1.1模式对2020年3月—2021年3月东南极近地面气象要素进行模拟,对模式中3种边界层参数化方案进行适用性评估,并利用4个从东南极海岸至冰盖穹顶分布的自动气象站逐小时地面常规气象观测资料进行分析验证。结果表明,在沿海站点,ACM2方案考虑了热量和湍流通量的多层结构,对相对湿度、风速和气压的模拟效果最好(偏差分别为–12.53%,–1.38 m·s^(–1)和0.37 hPa),整体表现出最好的模拟效果;在内陆站点,ACM2和YSU方案较强的非局地作用使得热力强迫引导的湍流混合增加,模拟效果更好;在穹顶站点,下垫面类型较为单一,局地方案(MYJ)对气温和风速的模拟效果最好(偏差分别为3.32℃和3.76 m·s^(–1))。本研究结果对未来极区边界层参数化方案改进与更系统地开展极区边界层数值模拟有重要参考价值。
关键词
PolarWRF 东南极 数值模拟 边界层方案
Keywords
Polar WRF East Antarctica numerical simulation boundary layer scheme
分类号
P435
[天文地球—大气科学及气象学]
题名 罗斯海难言岛地区近地面层风场特征分析及数值模拟
被引量：3
2
作者
于海鹏 胡海波 陈志昆 丁明虎 宋毅
机构
国家海洋环境预报中心 南京大学 中国气象科学研究院
出处
《极地研究》
CAS
CSCD
2017年第4期513-521,共9页
基金
南北极环境综合考察与评估专项(CHINARE2016-01-01)资助 国家自然科学基金(41675064、41621005、41330420、41275068) +2 种基金 江苏省自然基金(SBK2015020577) 中央高校基本科研业务费专项资金(020714380034) 教育部重点实验室开放基金(KLME1501)资助
文摘
本文介绍了中国第3座南极常年考察站新站址候选地——罗斯海难言岛的基本信息。通过对设在其上的自动气象站的观测数据分析表明,近地面风场主要由下降风控制,西-西北风是6级以上大风的主要风向,最大风力可达12级以上,1月、11月、12月是平均风力较小的三个月份。通过分析基于CFSR海冰资料的Polar-WRF模式模拟结果发现:Polar-WRF模式能模拟出和实测资料十分一致的下降风风场,分辨率越高越能更好的模拟出下降风的特点。难言岛附近强劲的西-西北向下降风是地形强迫的结果;来自Reeves冰川的气流是下降风的主要来源。大风的水平分布范围约为50 km。海拔1 400—300 m为下降风的加速关键区,风速最大的地方在海拔300 m高度的陡坡附近,下降风在抵达难言岛时,由于地面摩擦作用,风力已经有一定的衰减。模拟风场可以对观测资料做出有益的补充。
关键词
难言岛 下降风 自动气象站 polar-wrf 数值模拟
Keywords
Inexpressible Island, katabatic wind, automatic weather station, polar-wrf , numerical simula-tion
分类号
P412.3
[天文地球—大气科学及气象学]
P425
[天文地球—大气科学及气象学]
题名 南极中山站夏季下降风数值模拟个例研究
被引量：13
3
作者
孙启振 张林 张占海 杨清华
机构
国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室 中国海洋大学海洋与大气学院 中国极地研究中心国家海洋局极地科学重点实验室
出处
《海洋学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期71-81,共11页
基金
国家自然科学基金(41206185 41076128) +1 种基金 南北极环境资源调查专项(CHINARE-2015) 国家海洋局极地考察办公室对外合作项目(IC201312)
文摘
南极内陆地面辐射冷却产生的近表层冷空气,沿高原斜坡向下流动而形成下降风,其分布形态决定了南极大陆近表层风场的主要特征。我国南极中山站全年均受下降风的强烈影响。夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱,风速有显著的日循环特征。本文选取南极中山站2010年1月的夏季下降风个例,使用常规地面气象观测资料和Polar WRF极地大气数值模式进行了分析研究。结果表明：中山站夏季夜间晴天出现偏东向的下降风时,近地面风速变化趋势与地面气温呈负相关,相关系数为-0.91。数值模拟发现,中山站下降风在距地面高度约100～150m之间时风速最大,约为15～21m/s。在下降风发生时,近地层大气存在逆温现象。下降风较强时,近地层逆温也较强,逆温层厚度约为200～300m,逆温强度约为4～6℃。在地面摩擦的作用下,中山站近地面下降风风向为东南,随着高度的增加,风向逆时针偏转,最终趋于与地形等高线平行。没有太阳直接辐射时,南极大陆地区存在持续的逆温层,逆温层的出现加强了下降风气流,随着逆温的增强,大风区逐渐西移,且面积不断增加。在夏季太阳辐射造成的逆温消失的短暂时间内,逆温时产生的下降风尚不能完全消失,由此形成了较稳定的风向空间分布特征。
关键词
南极 下降风 数值模拟 POLAR WRF
Keywords
Antarctica katabatic wind numerical simulation Polar WRF
分类号
P732.2
[天文地球—海洋科学]
题名 机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法研究
被引量：4
4
作者
李海 冯开泓 杨文恒 金明
机构
中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室 宁波大学信息科学与工程学院
出处
《电子与信息学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期2945-2954,共10页
基金
国家重点研发计划(2021YFB1600600) 民机项目(MJ-2018-S-28) +5 种基金 天津市自然基金重点项目(20JCZDJC00490) 天津市研究生科研创新项目(2021YJSS115) 中国民航大学蓝天教学名师培养经费 浙江省杰出青年科学基金(LR21F010001) 宁波市自然科学基金重点项目(202003N4013) 国家自然科学基金(61871246)。
文摘
该文提出一种机载双极化气象雷达多种降水粒子回波仿真方法。该方法基于T-Matrix方法以及天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF),首先利用WRF建模仿真气象场景;其次考虑降水粒子为球形条件下,结合T-Matrix方法和微物理特性计算6种降水粒子反射率因子;最后应用雷达气象方程获得6种类型降水粒子回波信号,实现机载极化气象雷达降水粒子回波信号仿真。仿真结果表明,该方法的仿真结果可准确反映气象特征,与实测数据的对比分析进一步证实了所提方法的有效性、可靠性。
关键词
机载极化气象雷达 天气预报 T-MATRIX 降水粒子回波仿真
Keywords
Airborne polarization weather radar Weather Research and Forecasting(WRF) T-matrix Simulation of precipitation particle echo
分类号
TN959.4
[电子电信—信号与信息处理]
题名 贵州威宁雹暴微物理特征的观测及数值模拟研究
被引量：4
5
作者
周峰 周筠珺 邹书平 杨哲 曾勇
机构
成都信息工程大学大气科学学院 山西省大气探测技术保障中心 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心 贵州省人工影响天气办公室
出处
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2023年第4期551-566,共16页
基金
国家自然科学基金项目(41875169) 第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0104) +2 种基金 贵州省科技计划项目(黔科合支撑(2022)一般206),贵州省科技计划项目(黔科合支撑(2023)一般193) 四川省重点研发项目(2022YFS0545) 云南省重点研发项目(202203AC100006)共同资助。
文摘
利用位于贵州威宁雪山镇的X波段双偏振雷达,在观测资料质量控制的基础上,结合基于模糊逻辑的水凝物粒子识别算法(HID)以及中尺度数值模式WRF,对2018年6月28日贵州威宁羊街镇的一次强雹暴天气过程进行分析。结果表明:此次冰雹过程,观测识别与模式模拟结果具有较好的一致性,主要经历发展、成熟(孕育)、成熟(降雹)、衰减(消亡)四个阶段。(1)发展阶段:低密度霰(LDG)初生于-20℃层附近(5.0~6.8 km),是冰晶(CR)与周围过冷云水的凇附作用所致;高密度霰(HDG)初生于2.6~4.2 km,由聚合物(AG)凇附周围过冷云水所形成。(2)成熟(孕育)阶段:LDG、HDG以AG粒子为主要霰胚源进行凇附增长;雨夹雹(RH)初始形成在-20℃层附近(4.2~6.8 km),由周围少量HDG为雹胚源碰冻过冷云水所致。(3)成熟(降雹)阶段:LDG通过碰并作用大量形成,HDG产生有两种源项,一是由AG粒子(3.4~6.0 km)为高密度霰胚源的凇附作用,二是由上方的LDG粒子(6.8~9.3 km),因重力沉降作用,在下沉中撞冻过冷水所形成,并最终由HDG为主要雹胚源形成RH。(4)衰减(消亡)阶段:在0℃层附近(3.4 km),零星HDG撞冻过冷雨水(RN)保持缓慢增长,继续下沉的LDG、HDG因融化作用明显,逐步转变为液态降水。
关键词
双偏振 粒子识别 WRF数值模拟 雹 云微物理机制
Keywords
dual-polarization particle identification WRF numerical simulation hail cloud microphysics mechanism
分类号
P456.7
[天文地球—大气科学及气象学]
