本文選題：WRF模式　切入點：江淮地區(qū)　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：江淮地區(qū)地處季風(fēng)區(qū),夏季降水變率較大,20世紀80年代以來,區(qū)域持續(xù)性大暴雨有顯著增加趨勢,嚴重影響國民經(jīng)濟的發(fā)展。由于該地區(qū)降水異常的成因和暴雨的影響系統(tǒng)均比較復(fù)雜,早期對該地區(qū)暴雨過程的研究多是個例分析,系統(tǒng)的分類研究不多,而且,已有的模式研究對該地區(qū)大暴雨過程的模擬仍存在偏差,且受到降水物理過程的影響極為顯著。因此,有必要對近年來造成江淮區(qū)域性大暴雨過程的主要天氣系統(tǒng)進行分類研究和模擬,深入研究模式中關(guān)鍵的微物理方案對不同天氣形勢下的大暴雨模擬的影響,有助于提高對江淮區(qū)域大暴雨的模擬和預(yù)測能力。本論文首先利用2003-2012年江淮流域內(nèi)的368個站點逐時降水?dāng)?shù)據(jù)對大暴雨過程進行統(tǒng)計。為使用更高分辨率(0.1° ×0.1°)的逐時降水融合數(shù)據(jù)(2008年-至今)進行對比驗證,因此結(jié)合逐6小時NCEPFNL高分辨率的再分析資料對近五年(2008-2012年)暴雨過程的天氣形勢進行分類研究,將五年來區(qū)域持續(xù)性大暴雨過程主要分成三類:靜止鋒雨帶型,臺風(fēng)本體或外圍螺旋雨帶型和副高邊緣強對流型。根據(jù)以上分類,選取代表性個例,利用中尺度模式WRF3.5.1中8種不同微物理方案(Kessler、Purdue Lin、WSM3、WSM5、Eta Ferrier、WSM6、Goddard和Tompson)和2種積云對流參數(shù)化方案(KF和BMJ)組成16組對比試驗,使用NCEP一日4次再分析資料(水平分辨率:1°×1°)作為驅(qū)動場,對每類江淮地區(qū)典型的區(qū)域持續(xù)性暴雨個例進行模擬,并結(jié)合上海地區(qū)一次副高邊緣強對流引發(fā)的局地短時暴雨進行對比試驗,著眼研究微物理方案對各類型大暴雨日的降水TS評分、降水落區(qū)、強度、降水中心以及環(huán)流形勢等的影響,探究適用于不同類型暴雨的最優(yōu)組合。主要結(jié)論如下:(1)兩種積云對流參數(shù)化方案對江淮地區(qū)不同天氣形勢引起的區(qū)域持續(xù)性暴雨的模擬存在系統(tǒng)性的影響和差異:第一類和第三類均是BMJ方案模擬效果優(yōu)于KF方案,第二類臺風(fēng)型暴雨則是KF方案模擬結(jié)果普遍優(yōu)于BMJ。其中,靜止鋒雨帶型,KF方案模擬降水強度普遍大于BMJ方案;臺風(fēng)本體或外圍螺旋雨帶型,KF方案組合模擬結(jié)果的格點相關(guān)性基本都大于BMJ方案,且降水強度較BMJ方案更接近實況;副高邊緣強對流型,積云對流方案的改變對降水落區(qū)影響較小,落區(qū)較實測均偏南,但對暴雨強度影響較大,其中BMJ方案模擬的降水更接近實測。(2)在模擬不同類型的江淮暴雨時,不同微物理方案,對KF和BMJ兩種積云方案的選取敏感性存在差異:臺風(fēng)型暴雨和副高邊緣型暴雨中,各微物理方案受積云方案的選取影響較大。靜止鋒雨帶型,WSM5和WSM6方案的模擬結(jié)果受積云方案的選取影響較小。但是,對三種類型的江淮暴雨模擬,Kessler方案對積云對流方案敏感性都最低,預(yù)報結(jié)果的格點相關(guān)均最小,模擬存在系統(tǒng)性的較大偏差。(3)微物理參數(shù)化方案的改變對暴雨中心位置和強度的影響比較顯著,表現(xiàn)各有優(yōu)劣。a)靜止鋒雨帶型暴雨,Ferrier-BMJ方案能夠最準確地模擬出降水落區(qū)(PC =0.80),且其模擬的強降水中心位置和強度與實測最接近。該方案模擬的風(fēng)速較大區(qū)對應(yīng)的降水區(qū)個數(shù)和位置最接近實況,且能夠較好地模擬出西風(fēng)帶上的低槽東移以及低層明顯的低渦切變線。b)臺風(fēng)本體或外圍螺旋雨帶型暴雨,Thompson-KF方案不僅對降水總體落區(qū)、強降水中心位置和強度模擬較好,并且對站點的中雨、大雨和暴雨的預(yù)報評分都有很大的優(yōu)勢。該方案模擬的臺風(fēng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出和實測一樣明顯的不對稱性,水汽輸送充足,且副高位置最接近實測。c)副高邊緣強對流型暴雨,Lin-BMJ既很好地模擬到降水的總體落區(qū),且較為準確地模擬出強降水的中心位置和強度,尤其對站點的暴雨預(yù)報評分較高。該方案預(yù)報的副高位置與實測相比最為接近。d)但同為副高邊緣強對流型暴雨,三種微物理方案(WSM5,WSM6和Lin)對上海地區(qū)局地短時暴雨的模擬結(jié)果和區(qū)域持續(xù)性暴雨有所差異:通過對降水落區(qū)、強降水中心位置、強度以及風(fēng)場、位勢高度、K指數(shù)場等物理量的綜合分析得出,雖然WSM5-BMJ方案模擬的雪粒子混合比較大,導(dǎo)致其模擬的降水量比實測偏大,但其模擬的各量級降水落區(qū)、強降水中心位置、環(huán)流形勢與實測最接近,因此模擬效果最優(yōu)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P458.121.1;P456.7

【參考文獻】

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本文編號：1599689