边界层参数化方案对暴雨模拟结果的影响研究

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我国暴雨灾害频繁,通过研究暴雨的中尺度结构,可以揭示暴雨的演变过程,并了解其发生发展的物理机制,成为气象工作者亟待解决的问题。其中行星边界层过程是关键的问题,边界层过程引起的水汽、动量、热量垂直输送影响和制约着暴雨的发生发展。因此,在对强降水天气的数值模拟中,边界层参数化方案是十分重要的一部分。本文利用WRF模式分别耦合YSU、MYJ、ACM2和MRF边界层参数化方案分别对2013年5月和2013年7月的长江地区两次暴雨案例进行模拟实验。此外,为了检验边界层参数化方案的重要性,本研究也使用无边界层方案(NOPBL)对这次暴雨进行了模拟。通过与实测数据进行对比和分析,本文检验了这五种不同的实验设计对降水落区,总量,基本气象要素的模拟能力。综合模拟结果表明,NOPBL产生了最大的偏差,ACM2和MRF次之,MYJ的方案对于小雨与大雨的模拟最优的,而YSU对不同强度暴雨模拟的正确率都较高。最后,本文将模拟方案较好的MYJ与不同陆面过程参数化方案:NOAH、SLAB方案进行比较,着重研究了不同陆面过程方案对雨强中心、降水落区、垂直速度、水汽通量散度及θx场的影响,得到MYJ边界层参数化方案和NOAH陆面过程方案组合配置对北京7月21日的暴雨的模拟效果较好。
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