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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
1
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。
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关键词
wsm
6
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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职称材料
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
2
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。
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关键词
超强台风
wsm6和wdm6方案
云微物理特征
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职称材料
雨滴谱分布参数化对改进新疆强降水过程预报的评估
3
作者
舒未希
范水勇
+2 位作者
黄颖
任婧
沈淑婧
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第4期1131-1150,共20页
本文利用2018年7月3日至10月3日新疆乌鲁木齐的雨滴谱观测资料,改进了乌鲁木齐区域高分辨率数值预报系统中WRF模式的WSM6单参数方案,对新疆2021年6月15日12时(北京时,下同)至17日00时一次强降水过程的预报改进效果进行评估研究。结果表...
本文利用2018年7月3日至10月3日新疆乌鲁木齐的雨滴谱观测资料,改进了乌鲁木齐区域高分辨率数值预报系统中WRF模式的WSM6单参数方案,对新疆2021年6月15日12时(北京时,下同)至17日00时一次强降水过程的预报改进效果进行评估研究。结果表明:观测显示,乌鲁木齐地区雨滴平均直径(D0)、最大直径(D_(max))和质量加权平均直径(D_(m))分别为0.65 mm、1.60 mm和0.93 mm。引入新疆地区参数lgNw和D_(m)拟合关系的WSM6-new方案对降水强度和强中心范围的预报能力均有一定提高。从TS、BR、ETS和TSS四个指标的评分结果上看,随着降雨等级的增加,WSM6-new方案预报能力相比WSM6方案明显提高,对于大雨和暴雨的预报显示出明显的优势。不同雨滴谱分布参数化方案对降水云系结构特征、垂直速度、大气层结和散度场都有着一定的影响,对于云微物理过程的影响主要体现在雨水含量和分布上。WSM6-new方案引入了新疆雨滴谱统计特征,在模式中对雨滴谱分布的描述更接近实际。雨滴谱的大雨滴数浓度明显增加,雨滴下落末速度增加,拖曳作用增强,有利于零度层以下的下沉气流增强和维持。强下沉气流在近地层形成更强的辐散出流,加强了近地面对流区气流的辐合,有利于上升气流的发展加强,从而地面产生更强的降水,对暴雨的预报能力明显增强。
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关键词
新疆
WRF模拟
wsm
6
参数化
方案
暴雨
雨滴谱
降水预报评估
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职称材料
题名
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
1
作者
马占山
刘奇俊
孙健
孔期
李喆
沈学顺
赵传峰
代刊
陶法
机构
国家气象中心
中国气象局数值预报中心
北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院
中国气象局气象探测中心
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第9期1029-1046,共18页
基金
国家重点研发计划(2017YFC1501406、2017YFC1502001、2017YFC1501902和2018YFC1505702)
国家自然科学基金重大项目(42090032)共同资助。
文摘
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。
关键词
wsm
6
云微物理
方案
Liu-Ma云微物理
方案
降雪预报
高估
原因分析
Keywords
wsm
6
cloud microphysical scheme
Liu-Ma cloud microphysical scheme
snowfall forecast
overestimation
reason analysis
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
P458 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
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
2
作者
邓琳
端义宏
高文华
张兴海
机构
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期697-714,共18页
基金
国家重点基础研究发展计划项目(2015CB452805)
国家自然科学基金项目(41375068)
文摘
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。
关键词
超强台风
wsm6和wdm6方案
云微物理特征
Keywords
Super typhoon,
wsm
6
and
wdm
6
scheme, Cloud microphysical features
分类号
P426.51 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
雨滴谱分布参数化对改进新疆强降水过程预报的评估
3
作者
舒未希
范水勇
黄颖
任婧
沈淑婧
机构
中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室
中国科学院大学地球与行星科学学院
北京城市气象研究院
兰州大学大气科学学院
郑州大学信息工程学院
中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室
中国气象局人工影响天气中心
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第4期1131-1150,共20页
基金
国家重点研发计划项目2018YFC1507105。
文摘
本文利用2018年7月3日至10月3日新疆乌鲁木齐的雨滴谱观测资料,改进了乌鲁木齐区域高分辨率数值预报系统中WRF模式的WSM6单参数方案,对新疆2021年6月15日12时(北京时,下同)至17日00时一次强降水过程的预报改进效果进行评估研究。结果表明:观测显示,乌鲁木齐地区雨滴平均直径(D0)、最大直径(D_(max))和质量加权平均直径(D_(m))分别为0.65 mm、1.60 mm和0.93 mm。引入新疆地区参数lgNw和D_(m)拟合关系的WSM6-new方案对降水强度和强中心范围的预报能力均有一定提高。从TS、BR、ETS和TSS四个指标的评分结果上看,随着降雨等级的增加,WSM6-new方案预报能力相比WSM6方案明显提高,对于大雨和暴雨的预报显示出明显的优势。不同雨滴谱分布参数化方案对降水云系结构特征、垂直速度、大气层结和散度场都有着一定的影响,对于云微物理过程的影响主要体现在雨水含量和分布上。WSM6-new方案引入了新疆雨滴谱统计特征,在模式中对雨滴谱分布的描述更接近实际。雨滴谱的大雨滴数浓度明显增加,雨滴下落末速度增加,拖曳作用增强,有利于零度层以下的下沉气流增强和维持。强下沉气流在近地层形成更强的辐散出流,加强了近地面对流区气流的辐合,有利于上升气流的发展加强,从而地面产生更强的降水,对暴雨的预报能力明显增强。
关键词
新疆
WRF模拟
wsm
6
参数化
方案
暴雨
雨滴谱
降水预报评估
Keywords
Xinjiang
WRF simulation
wsm
6
microphysics scheme
Torrential rain
Raindrop spectrum
Evaluation of precipitation forecast
分类号
P435 [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
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
马占山
刘奇俊
孙健
孔期
李喆
沈学顺
赵传峰
代刊
陶法
《气象》
CSCD
北大核心
2021
3
在线阅读
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职称材料
2
超强台风“威马逊”(2014)云微物理特征的模拟与对比分析
邓琳
端义宏
高文华
张兴海
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
雨滴谱分布参数化对改进新疆强降水过程预报的评估
舒未希
范水勇
黄颖
任婧
沈淑婧
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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