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基于CWRF的中国近海热带气旋频数集合模拟研究

基于CWRF的中国近海热带气旋频数集合模拟研究

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作者：史文茹南京信息工程大学

学位级别：硕士

热带气旋是我国沿海夏季遭遇最多的灾害性天气之一,因此热带气旋活动的气候模拟一直是我国气候预报的重要内容。新一代区域气候模型CWRF因其出色的气候模拟技术正开始在中国被推广应用,本研究尝试利用CWRF对中国近海热带气旋的季节、年... 详细信息

热带气旋是我国沿海夏季遭遇最多的灾害性天气之一,因此热带气旋活动的气候模拟一直是我国气候预报的重要内容。新一代区域气候模型CWRF因其出色的气候模拟技术正开始在中国被推广应用,本研究尝试利用CWRF对中国近海热带气旋的季节、年际变化开展集合模拟研究,以期为CWRF用于热带气旋的季节预测提供参考。研究使用区域气候模式CWRF（regional Climate-Weather Research and Forecasting model）在30公里网格上对1982年至2016年发生在中国近海的热带气旋进行一次集合模拟并与ERI再分析资料、控制试验的结果进行比较。分析不同参数化方案对模拟结果的影响并结合环境场讨论该影响出现的原因。模拟由欧洲中心（ECMWF）的ERI再分析资料驱动,共包括28个物理参数化方案,热带气旋观测数据采用联合台风预警中心（JTWC）发布的最佳路径数据,使用GFDL实验室开发的涡旋追踪器（Vortex Tracker）追踪模拟结果中的热带气旋,环境场观测数据采用美国NCEP/NCAR的CFSR再分析资料。主要的研究结果:（1）CWRF模拟的表现:CWRF模型的动力降尺度技术与侧边界处理办法能显著提高ERI的热带气旋频数模拟能力,且集合内各方案综合表现较好,表明CWRF可以开展热带气旋频数的集合模拟。（2）集合模拟的结果:集合平均结果整体优于控制试验的热带气旋频数模拟结果,尤其是对年际变化的模拟,其平均季节变化结果与控制试验的结果相似。通过集合平均模拟能够减少单方案结果的不确定性,并提高模式的热带气旋频数模拟能力。（3）不同参数化方案对模拟结果的可能影响:辐射方案CAM对热带气旋频数的多年平均季节变化和年际变化的模拟能力较好,辐射方案RRTMG对年际变化异常的模拟能力较强,对集合结果提高有帮助;积云方案BMJ、NSAS,微物理方案Lin和辐射方案RRTMG对8月热带气旋频数模拟结果较好,可开展夏季8月的集合模拟。（4）环境场模拟的影响结论:7月西太副高偏西,850h Pa环流异常偏弱不利于热带气旋活动;8月西太副高偏东（西）和850h Pa环流异常偏强（弱）均有利于热带气旋活动;9月,850h Pa环流异常偏南,范围偏小,不利于热带气旋活动;10月的环境场偏差不是导致热带气旋频数误差的主要原因。

关键词：热带气旋集合模拟区域气候模型降尺度

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