【摘要】：發(fā)展公里尺度模式,也即對流可解析模式CPMs(convection-permitting models,一般認(rèn)為水平格距小于4km),已成為近年數(shù)值預(yù)報的一個活躍研究領(lǐng)域和國際熱點(diǎn)之一,而對CPMs性能的評估與分析,是改進(jìn)和應(yīng)用好CPMs的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。本論文應(yīng)用覆蓋我國東南部的3km分辨率GRAPES-MESO4.0模式(GRAPES-Meso4.0_3km)2015年夏季實(shí)時預(yù)報試驗(yàn)結(jié)果和地面降水觀測信息以及大氣動能譜的典型觀測分布,從模式水平動能譜、垂直上升速度、降水累積量、降水頻率、降水強(qiáng)度、日循環(huán)特征等多角度,對公里尺度分辨率下GRAPES-Meso4.0模式的動力和降水物理性能進(jìn)行細(xì)致評估,并與同版本10km分辨率業(yè)務(wù)模式(GRAPES-Meso4.0_10km)同期結(jié)果在相同區(qū)域進(jìn)行類同對比分析和討論。結(jié)果表明:(1)GRAPES-Meso4.0模式能夠較好地模擬出次天氣尺度-中α尺度大氣的水平動能譜特征,當(dāng)模式分辨率由10km提高到3km時,GRAPES-Meso4.0_3km對多尺度、尤其是中-?尺度的解析能力顯著提高。6(35)X是該模式的耗散尺度,10km和3km版本的耗散尺度大約分別在60km和18km;(2)相比于GRAPES-Meso4.0_10km,GRAPES-Meso4.0_3km垂直速度值域范圍增大了1個數(shù)量級,垂直速度發(fā)生頻譜變寬,頻率向垂直速度大值方向延展的同時,對于大尺度系統(tǒng)垂直速度(0.5m/s以下,一般對應(yīng)中-?尺度以上系統(tǒng))的預(yù)報頻率降低,模式可提供更有利于中小尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的動力環(huán)境條件。3km分辨率時,垂直速度平均廓線分布特征與10km情形下非常相似,但數(shù)值明顯增大,同時最大值發(fā)生的垂直位置重心略向下移,更貼近觀測高度;(3)GRAPES-Meso4.0_3km很好地捕捉了2015年夏季觀測的日均降水量和降水頻率的大小及地域分布特征,糾正了GRAPES-Meso4.0_10km在一般性降水和強(qiáng)降水兩方面存在的顯著預(yù)報正偏差;(4)GRAPES-Meso4.0_3km在降水強(qiáng)度預(yù)報上的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為,對降水強(qiáng)度的地域分布細(xì)致特征和對短時強(qiáng)降水(雨強(qiáng)?10mm/h)的頻數(shù)和分布等把握比較準(zhǔn)確,但對強(qiáng)降水(一般性降水)的強(qiáng)度預(yù)報偏強(qiáng)(偏弱),GRAPES-Meso4.0_10km則相反;(5)GRAPES-Meso4.0_3km小時降水量和降水頻率的日循環(huán)預(yù)報可反映出觀測的雙峰特征以及雨量和頻率在日循環(huán)中的緊密聯(lián)系,明顯優(yōu)于GRAPES-Meso4.0_10km的表現(xiàn),盡管下午峰的預(yù)報還存在偏弱現(xiàn)象;(6)模式分辨率提高到公里尺度和模式顯式描述云和降水過程,是GRAPES-Meso4.0_3km預(yù)報性能較GRAPES-Meso4.0_10km全面提高的重要原因,模式初值差異也是不可忽視的影響因素。
【學(xué)位授予單位】：中國氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P456.7

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