台风尺度表征了台风低层风场特定风速半径大小,是台风灾害影响范围的重要度量.针对超强台风“舒力基”(2021),对其尺度可预报性进行初步探讨.结果表明,模式可以模拟出台风发展初期台风尺度(内核尺度RMW、外围尺度R17)的演变趋势.基于集...台风尺度表征了台风低层风场特定风速半径大小,是台风灾害影响范围的重要度量.针对超强台风“舒力基”(2021),对其尺度可预报性进行初步探讨.结果表明,模式可以模拟出台风发展初期台风尺度(内核尺度RMW、外围尺度R17)的演变趋势.基于集合预报的模拟试验,具体分析了内核尺度RMW、外围尺度R17演变及其误差增长特征.台风预报总体误差主要出现在对流层下层850 h Pa,距离台风中心50~150 km.从初始环境场看,初始相对湿度是影响台风尺度误差增长的重要因子,初始高湿环境有利于台风发展阶段的台风尺度高离散度,从而限制了台风尺度的可预报性.在一定程度上,外围风圈半径的可预报性要高于内核风圈半径.展开更多
台风风场径向廓线模型对台风灾害的评估以及台风尺度的研究具有重要的价值.利用西北太平洋2001-2020年的台风最佳路径观测数据,评估了目前国际上应用比较广泛的六个分别基于经验参数和物理过程的台风风场径向廓线模型对台风尺度(台风大...台风风场径向廓线模型对台风灾害的评估以及台风尺度的研究具有重要的价值.利用西北太平洋2001-2020年的台风最佳路径观测数据,评估了目前国际上应用比较广泛的六个分别基于经验参数和物理过程的台风风场径向廓线模型对台风尺度(台风大风半径,R17)的估计精度,并探讨了台风结构、强度等内部因素以及垂直风切变和移动速度等环境因子对模型精度的影响.评估发现,所有模型均高估了R17较小的台风而低估了R17较大的台风,且R17越小,高估越明显,R17越大,低估越严重.总体而言,Willoughby et al发展的基于参数的模型具有最小的估计偏差且与观测记录之间最高的相关性.研究还发现,台风内核尺度(最大风速半径,RMW)和强度(最大地面风速,V_(max))对不同模型的影响具有显著的差异性.此外,在高环境风切变和高移速条件下,模型的估计偏差的量级会显著增加.以上研究为进一步完善适用于不同环境条件下,不同结构与强度台风的风场模型提供参考.展开更多
基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropi...基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropical Oscillations)项目提供的浮标观测数据,通过敏感性试验评估三种微物理参数化方案对1822号超强台风“山竹(Mangkhut)”的路径、强度演变和上层海洋响应的影响.研究表明:海-气耦合模式能在一定程度上模拟台风的移动路径与强度特征,但在台风初期会出现对强度的高估.还能模拟台风造成的海表面温度和盐度空间分布的不对称性.与浮标观测数据相比,海-气耦合模式会略高估海洋冷却与盐度的增加幅度.微物理参数化方案对Mangkhut的模拟有一定影响,Morrison方案对最低平均海平面气压和10 m高度处最大风速的模拟误差较WSM6与Thompson方案低,但该方案会高估海洋表层冷却,因而对Mangkhut成熟到衰减初期的风速模拟偏低. Morrison方案对三小时累积降水量的模拟在Mangkhut前期大于WSM6方案,中后期小于WSM6方案,而与Thompson方案相比,整体相差不大.微物理参数化方案对海洋表面对台风响应的模拟有一定影响,但敏感性有限.海洋表面的热盐变化同时与台风强度和移速有关,海表面温度和海表面盐度的变化幅度都随台风强度的增大而增大,随着台风移速的增大而减小,而台风的强度与移速对于海表响应的影响存在一定的相关性.展开更多
在全球变暖背景下,对东亚气候进行准确模拟以研究气候变化至关重要.参数化方案的选择对模式性能有重要影响.利用全球再分析资料驱动WRF(Weather Research and Forecasting)模式对2020年夏季CORDEX(Coordinated Regional Downscaling Exp...在全球变暖背景下,对东亚气候进行准确模拟以研究气候变化至关重要.参数化方案的选择对模式性能有重要影响.利用全球再分析资料驱动WRF(Weather Research and Forecasting)模式对2020年夏季CORDEX(Coordinated Regional Downscaling Experiment)东亚区域进行了分辨率为12.5 km的高分辨率多参数化组合模拟试验,通过设置不同的积云对流(CU)、微物理(MP)和边界层(PBL)方案的组合来研究参数化方案对东亚夏季区域气候模拟的影响.结果表明,2020年夏季降水模拟对积云对流方案最为敏感,其次是微物理方案,边界层方案的影响最小.通过与观测降水的比较,控制(CTL)试验的Modifed Tiedtke,Thompson和MYNN 2.5方案组合在所有试验中表现出最好的再现降水能力,或许可用于东亚夏季强降水的模拟.CU试验降水差异与低层环流偏差有关,积云方案KSAS,Grell-Freitas和BMJ明显的环流偏差是造成降水偏差的主要原因.不同MP试验的模拟降水受不同水成物粒子的垂直分布影响,液态粒子和雪粒子对降水有重要贡献.PBL试验通过边界层高度和地表潜热通量影响降水,发现通常更低的边界层高度和更多的潜热通量能模拟更多的降水.展开更多
文摘台风尺度表征了台风低层风场特定风速半径大小,是台风灾害影响范围的重要度量.针对超强台风“舒力基”(2021),对其尺度可预报性进行初步探讨.结果表明,模式可以模拟出台风发展初期台风尺度(内核尺度RMW、外围尺度R17)的演变趋势.基于集合预报的模拟试验,具体分析了内核尺度RMW、外围尺度R17演变及其误差增长特征.台风预报总体误差主要出现在对流层下层850 h Pa,距离台风中心50~150 km.从初始环境场看,初始相对湿度是影响台风尺度误差增长的重要因子,初始高湿环境有利于台风发展阶段的台风尺度高离散度,从而限制了台风尺度的可预报性.在一定程度上,外围风圈半径的可预报性要高于内核风圈半径.
文摘台风风场径向廓线模型对台风灾害的评估以及台风尺度的研究具有重要的价值.利用西北太平洋2001-2020年的台风最佳路径观测数据,评估了目前国际上应用比较广泛的六个分别基于经验参数和物理过程的台风风场径向廓线模型对台风尺度(台风大风半径,R17)的估计精度,并探讨了台风结构、强度等内部因素以及垂直风切变和移动速度等环境因子对模型精度的影响.评估发现,所有模型均高估了R17较小的台风而低估了R17较大的台风,且R17越小,高估越明显,R17越大,低估越严重.总体而言,Willoughby et al发展的基于参数的模型具有最小的估计偏差且与观测记录之间最高的相关性.研究还发现,台风内核尺度(最大风速半径,RMW)和强度(最大地面风速,V_(max))对不同模型的影响具有显著的差异性.此外,在高环境风切变和高移速条件下,模型的估计偏差的量级会显著增加.以上研究为进一步完善适用于不同环境条件下,不同结构与强度台风的风场模型提供参考.
文摘基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropical Oscillations)项目提供的浮标观测数据,通过敏感性试验评估三种微物理参数化方案对1822号超强台风“山竹(Mangkhut)”的路径、强度演变和上层海洋响应的影响.研究表明:海-气耦合模式能在一定程度上模拟台风的移动路径与强度特征,但在台风初期会出现对强度的高估.还能模拟台风造成的海表面温度和盐度空间分布的不对称性.与浮标观测数据相比,海-气耦合模式会略高估海洋冷却与盐度的增加幅度.微物理参数化方案对Mangkhut的模拟有一定影响,Morrison方案对最低平均海平面气压和10 m高度处最大风速的模拟误差较WSM6与Thompson方案低,但该方案会高估海洋表层冷却,因而对Mangkhut成熟到衰减初期的风速模拟偏低. Morrison方案对三小时累积降水量的模拟在Mangkhut前期大于WSM6方案,中后期小于WSM6方案,而与Thompson方案相比,整体相差不大.微物理参数化方案对海洋表面对台风响应的模拟有一定影响,但敏感性有限.海洋表面的热盐变化同时与台风强度和移速有关,海表面温度和海表面盐度的变化幅度都随台风强度的增大而增大,随着台风移速的增大而减小,而台风的强度与移速对于海表响应的影响存在一定的相关性.
文摘在全球变暖背景下,对东亚气候进行准确模拟以研究气候变化至关重要.参数化方案的选择对模式性能有重要影响.利用全球再分析资料驱动WRF(Weather Research and Forecasting)模式对2020年夏季CORDEX(Coordinated Regional Downscaling Experiment)东亚区域进行了分辨率为12.5 km的高分辨率多参数化组合模拟试验,通过设置不同的积云对流(CU)、微物理(MP)和边界层(PBL)方案的组合来研究参数化方案对东亚夏季区域气候模拟的影响.结果表明,2020年夏季降水模拟对积云对流方案最为敏感,其次是微物理方案,边界层方案的影响最小.通过与观测降水的比较,控制(CTL)试验的Modifed Tiedtke,Thompson和MYNN 2.5方案组合在所有试验中表现出最好的再现降水能力,或许可用于东亚夏季强降水的模拟.CU试验降水差异与低层环流偏差有关,积云方案KSAS,Grell-Freitas和BMJ明显的环流偏差是造成降水偏差的主要原因.不同MP试验的模拟降水受不同水成物粒子的垂直分布影响,液态粒子和雪粒子对降水有重要贡献.PBL试验通过边界层高度和地表潜热通量影响降水,发现通常更低的边界层高度和更多的潜热通量能模拟更多的降水.
文摘挥发性有机物VOCs (Volatile Organic Compounds)是对流层O_(3)以及二次细颗粒物(PM_(2.5),Fine Particulate Matter)的重要前体物,资料同化系统对VOCs浓度及源排放的处理策略会显著影响空气污染物预报的准确性.提出了一种基于相关性的VOCs指数,用于定量筛选资料同化过程中由观测数据更新的VOCs模式变量及源排放清单项.采用WRF-Chem (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry)模式以及EnSRF (Ensemble Square Root Filter)资料同化算法,针对2022年7-8月长三角地区极端高温事件进行了个例分析,结果表明:在源排放反演上,通过VOCs指数筛选更新变量,后验总VOCs源排放具有与O_(3)观测相似的日间峰值,这样的日间峰值使该模式能更好地修正其对O_(3)预报偏低的系统性误差;在对O_(3)和PM_(2.5)的预报中,通过VOCs指数筛选更新变量的同化策略的表现最优,与未进行更新变量筛选的同化策略相比,其72 h预报的均方根误差分别下降了5.5%和7.2%.
