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气象科技进展 2021年第3期11卷 75-91页

作者：黎慧琦张大林中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510640 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 美国马里兰大学大气海洋系马里兰20742

随着高速、大容量、并行计算能力的迅速增长和中尺度数值模式的不断完善,近年来不断涌现使用1 km乃至次千米网格距开展中、小尺度对流系统的数值模拟研究。这些数值模拟工作展现出目前观测手段还无法得到的动力学一致的高分辨率气象信息... 详细信息

随着高速、大容量、并行计算能力的迅速增长和中尺度数值模式的不断完善,近年来不断涌现使用1 km乃至次千米网格距开展中、小尺度对流系统的数值模拟研究。这些数值模拟工作展现出目前观测手段还无法得到的动力学一致的高分辨率气象信息,大大提高了对一些中、小尺度对流系统内部结构和演变的理解。但高分辨率数值模拟的未来发展也面临着不少问题和挑战。首先回顾提高模式分辨率至1 km乃至次千米模拟中、小尺度对流系统的进展,并综述目前在高分辨率数值模拟中的资料同化和物理过程处理方法,同时指出中尺度模式中处理积云对流、大气边界层和辐射过程时值得注意的分辨率“灰色区”,然后介绍使用1 km和次千米分辨率模拟中、小尺度对流系统的几篇有代表性的工作。最后讨论高分辨率数值模拟的未来发展和挑战。

关键词：中小尺度对流系统高分辨率数值模拟资料同化物理过程灰色区

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陆面过程对2007年淮河流域强降水数值预报的影响分析

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热带气象学报 2010年第6期26卷 667-679页

作者：陈晓丽沈学顺陈活泼中国气象科学研究院数值预报研究中心北京100081 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029

基于GRAPES中尺度数值天气预报模式,研究了不同复杂程度陆面过程和不同土壤初始条件对2007年中国夏季淮河流域降水数值预报的影响。重点分析了下垫面非均匀性对造成我国夏季强降水的中小尺度对流系统的启动和发展的影响,探讨了中小尺度... 详细信息

基于GRAPES中尺度数值天气预报模式,研究了不同复杂程度陆面过程和不同土壤初始条件对2007年中国夏季淮河流域降水数值预报的影响。重点分析了下垫面非均匀性对造成我国夏季强降水的中小尺度对流系统的启动和发展的影响,探讨了中小尺度对流发生发展中陆气相互作用的可能影响。对2007年7月8日发生在淮河流域的一次对流过程采用两组敏感性试验进行研究,结果表明对流启动对陆面过程有很强的敏感性。Noah陆面模式能合理地模拟出对流的启动,而Slab陆面模式模拟的对流会延迟1～2小时,这与Noah陆面模式能合理描述地表感、潜热通量有关。GLDAS初始土壤资料能更加合理地描述实际土壤温湿的分布状况,有利于更加准确地模拟出对流降水的启动和分布位置。另外,对2007年7月淮河流域的持续性强降水天气过程进行了对比模拟,研究表明:不同复杂程度陆面过程对连续强降水数值预报有明显的影响。使用Noah陆面模式能提高对强降水预报的能力,而且随着模式分辨率的提高,降水的TS评分也在提高,Noah的TS评分总体上高于Slab。

关键词：夏季降水陆面过程 GRAPES模式中小尺度对流系统对流启动

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不同复杂程度陆面过程对中国夏季降水数值预报的影响

不同复杂程度陆面过程对中国夏季降水数值预报的影响

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作者：陈晓丽中国气象科学研究院

学位级别：硕士

夏季发生在江淮流域的强降水是我国汛期重要的天气灾害。多年来对其发生发展的天气动力学过程及分析预报进行了大量研究,并取得了诸多进展。但是对于强降水的预报仍然十分困难,因为对于引发暴雨等强降水的中小尺度对流系统的发生发展的... 详细信息

夏季发生在江淮流域的强降水是我国汛期重要的天气灾害。多年来对其发生发展的天气动力学过程及分析预报进行了大量研究,并取得了诸多进展。但是对于强降水的预报仍然十分困难,因为对于引发暴雨等强降水的中小尺度对流系统的发生发展的机理还认识不够。中小尺度对流系统的发生发展受大尺度环境场及局地下垫面不均匀性强迫的影响,其中局地下垫面非均一性强迫作用对中小尺度对流系统的发生发展的影响有多大,以及如何影响对流系统的发生发展,这些问题都还没有明确的答案。本论文使用GRAPES有限区域精细数值天气预报模式,通过数值试验,研究了不同复杂程度陆面过程对中国夏季降水的影响,重点分析了陆面过程对造成中国夏季强降水的中小尺度对流系统的启动和发展的影响,探讨中小尺度对流发生发展中陆气相互作用的可能影响,从理论和机理上为进一步提高暴雨等强降水的数值预报水平提供依据。通过不同复杂程度陆面模式和不同土壤初始条件的敏感性数值试验,详细模拟分析了2003年8月2日江西省和2007年7月8日江淮地区的两次典型对流性降水的启动和发展过程,其结果表明,局地热对流性降水对陆面过程有很强的敏感性;受大尺度天气背景影响较大的对流性降水,其雨带位置和范围主要由大尺度天气背景决定,但对流的启动受陆面过程影响非常显著。本研究所采用比较复杂的陆面过程Noah能合理地模拟出对流的启动,而所采用比较简单的陆面过程Slab模拟的对流会延迟1-2小时,这跟Noah陆面模式能够合理描述地表感、潜热通量有关。土壤的温湿状况直接决定地表感热和潜热通量的分布。地表感热通量的分布,又影响边界层厚度的分布,进而对局地环流产生影响,改变边界层热动力结构的稳定性,这直接影响对流启动的发生。从夜间到白天感热通量的增加,Noah都能很快响应,感热通量快速变大,使得边界层能快速发展,对流有效位能相应增大,有利于对流的发生。此外,2007年7月淮河流域连续强降水的模拟试验结果表明:描述更加详细的Noah陆面模式能明显提高对强降水预报的能力,对降水强度和分布都有明显改进,雨带和强降水中心的位置更接近实况。对连续降水的TS评分结果可以看出,总体上Noah的TS评分高于Slab。

关键词： GRAPES模式中小尺度对流系统对流启动陆面过程边界层

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独山县“7.16”暴雨天气系统发展分析

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广西气象 2006年第A3期27卷 26-26,28页

作者：陈余兰王彪罗永祥谭清波独山县气象局贵州独山558200 罗甸县气象局贵州罗甸550100

利用天气学原理与物理量诊断分析方法,分析2006年7月16日发生在独山县境内的一次大暴雨天气过程,认为此次暴雨天气过程是由于台风减弱形成的热带低压外围和随西南风急流北上的孟加拉湾水汽交汇,从而激发强大的中小尺度天气系统产生的。... 详细信息

利用天气学原理与物理量诊断分析方法,分析2006年7月16日发生在独山县境内的一次大暴雨天气过程,认为此次暴雨天气过程是由于台风减弱形成的热带低压外围和随西南风急流北上的孟加拉湾水汽交汇,从而激发强大的中小尺度天气系统产生的。低层辐合,高层辐散,充足的水汽和对流不稳定为本次过程提供了有利条件。

关键词：中小尺度对流系统暴雨物理量诊断分析雷达回波

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