WRF模式边界层参数化方案对川渝盆地西南涡降水模拟的影响

作     者：吴志鹏 李跃清 李晓岚 胡小明 周国兵 邓承之 WU Zhipeng;LI Yueqing;LI Xiaolan;HU Xiaoming;ZHOU Guobin;DENG Chengzhi

作者机构：重庆市气象台重庆401147 中国气象局成都高原气象研究所/高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 俄克拉荷马大学风暴分析与预测中心美国诺曼73072 

出 版 物：《大气科学》 (Chinese Journal of Atmospheric Sciences)

年 卷 期：2021年第45卷第1期

页      面：58-72页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目91937301、42030611 第二次青藏高原综合科学考察研究项目2019QZKK0103、2019QZKK0105 四川省气象局与南京信息工程大学局校合作项目SCJXHZ03 四川省科技计划项目2016JY0046 

主　　题：行星边界层 参数化方案 西南涡 暴雨 数值模拟 

摘      要：应用WRF v4.0模式五种边界层参数化方案(YSU、MYJ、MYNN2、ACM2和SH),对2016年汛期(5~9月)在川渝盆地东部造成暴雨的所有西南涡过程进行了数值模拟,检验评估了它们对各量级降水的预报能力,并基于加密的L波段秒级探空资料对比分析了模拟与实况边界层结构的差异,结合各方案对湍流运动的算法特点探讨了其差异的原因,最后对ACM2方案进行了湍流强度调整,由此改善其对于川渝盆地边界层与西南涡降水的模拟能力。结果表明:ACM2和YSU方案TS评分表现较好,相对其它方案ACM2空报较少,这种可以根据周围环境的稳定性切换局地或非局地算法的方案更适合于盆地西南涡降水模拟,但边界层方案对西南涡降水的空报都较普遍,尤以大量级降水更明显;精细的探空资料进一步表明,所有方案模拟的白天边界层高度都偏高,湍流混合强度都偏强。通过参数调整而降低混合强度的ACM2方案,模拟的边界层温湿结构则更符合实际观测,其边界层下部温度更低、湿度更高,减少了大量级降水的空报,使盆地西南涡降水模拟有一定改善;边界层参数化方案对西南涡模拟的差别主要体现为不同的西南涡位置与降水强度,但归根到底都源于方案的局地或非局地特性、不同的混合强度这两方面原因。因此,根据不同特定区域下垫面环境与气候状况合理选择方案的特性和混合强度是准确模拟边界层结构及其降水过程的关键。