基于谱逼近和地面资料同化的降尺度模拟研究

作     者：李洪兵 邵爱梅 李兰倩 LI Hongbing;SHAO Aimei;LI Lanqian

作者机构：兰州大学大气科学学院/半干旱气候变化教育部重点实验室甘肃兰州730000 

出 版 物：《高原气象》 (Plateau Meteorology)

年 卷 期：2021年第40卷第4期

页      面：919-931页

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

基　　金：科技基础资源调查专项(2017FY100900) 国家自然科学基金项目(41275102) 

主　　题：动力降尺度 谱逼近 地面观测 复杂地形 WRF模式 

摘      要：谱逼近方法和变分资料同化方法都是提高动力降尺度模拟效果的有效手段,其中谱逼近方法通过引入分析或再分析资料来订正长时间连续积分造成的大尺度偏差问题,其模拟输出有望为变分同化提供质量较好的背景场。为此,本文通过WRF模式对2015年夏季秦巴山区实施水平分辨率为5 km的短期气候动力降尺度模拟,探讨在谱逼近方法的基础上利用三维变分(3DVar)同化方法同化地面观测资料的降尺度模拟效果,以期为获取复杂地形下高精度的高分辨率降尺度数据集提供一种有效途径。结果表明,在动力降尺度过程中使用谱逼近方法能够改善2 m温度、10 m风速和降水的模拟结果。只同化地面观测资料对模拟的2 m温度和10 m风速有明显改善,但对降水模拟有负作用。谱逼近方法和地面资料同化方法的结合使用能够得到2 m温度、10 m风速的最佳模拟效果,对降水的模拟结果也优于只同化地面观测资料的试验效果。使用谱逼近方法能够有效地对风场和水汽场做出合理调整,这是其降水模拟精度提高的原因之一。