【摘要】：本文基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,從云系的宏、微觀特征變量以及降水場三個(gè)角度,利用我國風(fēng)云靜止氣象衛(wèi)星和TRMM(Tropical Rainfall Measuring)衛(wèi)星TMI(TRMM Microwave Imager)探測反演資料,對模式不同微物理方案19次個(gè)例批量模擬的結(jié)果進(jìn)行定量化評估,并在此基礎(chǔ)上開展了簡單集合平均、消除偏差集合平均、超級集合的集成試驗(yàn)并探究了多物理ETKF(Ensemble Transform Kalman Filter)的初值擾動(dòng)方法在云宏、微觀場以及降水場的應(yīng)用。首先,從云系的宏觀方面來看,云頂高度和云頂溫度的計(jì)算閾值取2×104 kg/kg時(shí),模擬的數(shù)值更為精確,但具有云系范圍模擬偏小的問題。六種微物理方案均能大致模擬出云系的走向和分布。具體分析發(fā)現(xiàn),CAM5.1方案的預(yù)報(bào)性能優(yōu)于其他幾種方案,尤其對江蘇、浙江、安徽一帶的云頂高度預(yù)報(bào)較為準(zhǔn)確,Morrison 2-mom方案次之。三種集成方法均可在一定程度上提高云頂高度和云頂溫度的預(yù)報(bào)性能,且超級集合改進(jìn)最為明顯。多物理ETKF也可有效改善云范圍模擬偏小的問題,且優(yōu)于僅多物理的集成。其次,從云系的微觀方面來看,不同參數(shù)化方案對不同水凝物粒子的敏感性不同。CAM5.1方案對雨水含量較大時(shí),模擬效果較好,但當(dāng)雨水含量較小時(shí),誤差較大;Lin方案對冰水的預(yù)報(bào)結(jié)果更加接近實(shí)況;NSSL 2-mom方案對云水的預(yù)報(bào)結(jié)果明顯差于其他幾種方案。并且模式對冰水的預(yù)報(bào)結(jié)果優(yōu)于云水。在此基礎(chǔ)上開展的集成試驗(yàn)表明,消除偏差集合平均對水凝物0.01-0.05kg/m2量級范圍內(nèi)的漏報(bào)改善較為明顯。多物理ETKF同樣適用于水凝物,且優(yōu)于僅多物理的集成。最后,從降水方面來看,預(yù)報(bào)時(shí)效較短時(shí)CAM5.1方案的預(yù)報(bào)優(yōu)勢并不明顯,但隨著預(yù)報(bào)時(shí)效增長CAM5.1方案的誤差明顯小于其他幾種方案,并且該方案對小雨的模擬較好。三種集成方法對降水預(yù)報(bào)均有一定的改進(jìn)。對比研究發(fā)現(xiàn),超級集合的改進(jìn)效果要優(yōu)于另外兩種集成方法,并且多物理ETKF對降水預(yù)報(bào)改進(jìn)也較為明顯,優(yōu)于僅多物理的集成。此外對湖北地區(qū)的12次強(qiáng)對流天氣,引入積云對流參數(shù)化方案的對比研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),微物理參數(shù)化方案CAM5.1依然較優(yōu),并且暴雨的預(yù)報(bào)對積云對流參數(shù)化方案也較為敏感,各方案各有優(yōu)劣。
【圖文】：

此本文首先對選用較多的四種閾值進(jìn)行對比。本節(jié)隨機(jī)選取以上１９次個(gè)例中的兩個(gè)個(gè)逡逑例，對其中的３２個(gè)樣本進(jìn)行敏感性試驗(yàn)，并任意挑選了兩種微物理參數(shù)化方案（Ｍｏｒｒｉｓｏｎ逡逑２－ｍｏｍ、ＣＡＭ５．１，圖中記為：Ｍｏｒ、ＣＡＭ），探究不同閾值的模擬情況。圖３．１給出了逡逑當(dāng)閾值取為：ｌ0＿５ｋｇ／ｋｇ、５ｘｌ０＿５ｋｇ／ｋｇ、１０４ｋｇ／ｋｇ、２ｘｌ０４ｋｇ／ｋｇ時(shí)兩種不同微物理參數(shù)逡逑化方案對選取的兩次個(gè)例模擬的評估結(jié)果。從距平相關(guān)系數(shù)ＡＣＣ的評估結(jié)果中可以看逡逑出，，當(dāng)閾值�。冢龋蓿耄纾耄鐣r(shí)，模式對云頂高度和云頂溫度模擬的相關(guān)系數(shù)更高，比閾逡逑１５逡逑

２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１２邋１４邋１６逡逑（ｂ）逡逑圖３．２四個(gè)閾值對兩次個(gè)例的云頂高度模擬和對應(yīng)時(shí)刻衛(wèi)星反演資料的地理分布對比逡逑（ａ）邋２０１４年９月１７日２４時(shí)（ｂ）邋２０１４年８月１２日０６時(shí)逡逑１７逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P457.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2609372