隨著數(shù)值模式水平分辨率的提高和物理過(guò)程的逐步完善,模式能更精確地描述復(fù)雜地形和較小尺度的天氣變化,模式在科學(xué)研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中的表現(xiàn)也越來(lái)越好,人們還借助數(shù)值模式對(duì)影響暴雨發(fā)生發(fā)展的因子開(kāi)展了敏感性試驗(yàn),加深了對(duì)暴雨的認(rèn)識(shí),然而單一的數(shù)值模式對(duì)轉(zhuǎn)折性、突發(fā)性、長(zhǎng)時(shí)間尺度的天氣過(guò)程的預(yù)報(bào)效果并不理想,采用集合預(yù)報(bào)方法能較好地解決模式預(yù)報(bào)中遇到的不確定性問(wèn)題。本文應(yīng)用WRF中尺度模式,對(duì)陜晉冀魯?shù)貐^(qū)2013年7月12日～13日的一次暴雨過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并且探討了地形、水汽和不同初值對(duì)本次暴雨過(guò)程的影響,最后設(shè)計(jì)了多個(gè)集合預(yù)報(bào)方案。主要結(jié)論如下：(1)本文分別設(shè)計(jì)了改變地形和減少水汽的敏感性試驗(yàn)。降低和增加地形的試驗(yàn)表明：地形對(duì)降水的雨帶分布和雨量大小有顯著影響,地形能影響到大氣的輻合輻散,對(duì)暖空氣的移速和區(qū)域溫度場(chǎng)分布有著重要作用；減少初值中水汽含量的試驗(yàn)表明：暴雨區(qū)自身水汽和來(lái)自暴雨區(qū)南面的水汽輸送對(duì)本次暴雨雨量有顯著增幅作用。(2)通過(guò)尺度濾波可知,ERA-interim與FNL再分析資料的差異主要體現(xiàn)在擾動(dòng)場(chǎng)。用這兩種資料分別驅(qū)動(dòng)WRF(記為exp_ERA和exp_FNL),模擬的各物理量場(chǎng)間存在著較大差異,兩個(gè)試驗(yàn)無(wú)論是降水落區(qū)、強(qiáng)度還是累積雨量都不相同,通過(guò)TS評(píng)分可知exp_ERA模擬的降水好于exp_FNL。對(duì)exp_ERA試驗(yàn)初值中的溫、濕、風(fēng)場(chǎng)和側(cè)邊界分別進(jìn)行擾動(dòng)后發(fā)現(xiàn),濕度場(chǎng)對(duì)降水最敏感,其次是風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng),而側(cè)邊界最小。(3)研究了初值、側(cè)邊界和物理過(guò)程擾動(dòng)對(duì)本次降水的影響并設(shè)計(jì)了集合預(yù)報(bào)試驗(yàn)。對(duì)比發(fā)現(xiàn),物理過(guò)程擾動(dòng)對(duì)降水的影響最大；初值擾動(dòng)在積分初期影響較大,此后逐漸減��；而側(cè)邊界擾動(dòng)隨著時(shí)間積分向模擬區(qū)域中心傳播并逐步增大,在積分一定時(shí)間后,其對(duì)降水的影響與物理過(guò)程的影響相當(dāng)。集合平均的24h累積降水均方根誤差、空間相關(guān)系數(shù)相對(duì)于控制預(yù)報(bào)的改進(jìn)率由大到小分別為側(cè)邊界擾動(dòng)、物理過(guò)程擾動(dòng)和初值擾動(dòng)。通過(guò)計(jì)算概率均方差Q值可知,物理過(guò)程擾動(dòng)構(gòu)建的集合預(yù)報(bào)最優(yōu),其次是側(cè)邊界擾動(dòng),最后是初值擾動(dòng),可見(jiàn)這3種構(gòu)建方法各有優(yōu)劣。最后設(shè)計(jì)了同時(shí)考慮初值不確定、側(cè)邊界不確定和模式不確定的集合預(yù)報(bào),發(fā)現(xiàn)其好于單個(gè)因子擾動(dòng)的集合預(yù)報(bào),使模式的降水預(yù)報(bào)效果得到明顯改善。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P456.7
【部分圖文】：

０．０３、０．０９、０．１３、０．１８，可知擾動(dòng)對(duì)小量級(jí)降水的影響小于對(duì)大量級(jí)降水的影響。??圖中集合預(yù)報(bào)的小雨和大雨上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分大于７個(gè)成員的評(píng)分結(jié)果，中雨??Ｗ上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分優(yōu)于所有成員的預(yù)報(bào)結(jié)果，暴雨Ｗ上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分優(yōu)于４??個(gè)成員的預(yù)報(bào)結(jié)果，這就說(shuō)明集合預(yù)報(bào)對(duì)降水的模擬結(jié)果比單個(gè)成員更穩(wěn)定，可??信度更高。??

圖６．１８?２０

０．０３、０．０９、０．１３、０．１８，可知擾動(dòng)對(duì)小量級(jí)降水的影響小于對(duì)大量級(jí)降水的影響。??圖中集合預(yù)報(bào)的小雨和大雨上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分大于７個(gè)成員的評(píng)分結(jié)果，中雨??Ｗ上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分優(yōu)于所有成員的預(yù)報(bào)結(jié)果，暴雨Ｗ上量級(jí)的ＴＳ評(píng)分優(yōu)于４??個(gè)成員的預(yù)報(bào)結(jié)果，這就說(shuō)明集合預(yù)報(bào)對(duì)降水的模擬結(jié)果比單個(gè)成員更穩(wěn)定，可??信度更高。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 陳德輝,王詩(shī)文;不同業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)初值形成方案的數(shù)值模擬比較[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);1996年04期

2 李澤椿,陳德輝;國(guó)家氣象中心集合數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2002年01期

3 陳靜,陳德輝,顏宏;集合數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展與研究進(jìn)展[J];應(yīng)用氣象學(xué)報(bào);2002年04期

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本文編號(hào)：2850316