高分辨GRAPES模式中云微物理方案对强降水过程的模拟和诊断研究

发布时间：2020-10-21 13:52

　　 利用高分辨率GRAPES_MESO中双参数云微物理方案、WSM6方案和NCEP5方案,对我国两次强降水过程进行数值模拟与诊断研究,结合地面加密自动站与雷达、MODIS、CloudSat、FY等卫星资料,诊断评估云方案的预报性能,同时研究伴随强对流性降水中的关键云物理过程。个例研究表明:双参数方案模拟的雨带走向、范围、降水强度与实况拟合较好,同时在对流云团的最大回波高度与强度、冰晶的分布与云砧结构等方面也具有一定的优势,但冰晶含量和回波顶高度略低于观测。业务方案WSM6也能较好的模拟出雨带的走向和范围,但降水强度明显偏强,在过冷云水以及云中水凝物和地面配置方面存在不合理的现象,同时强回波的位置不够准确,冰晶含量和回波顶高度也较观测偏低,这都为日后方案的改进提供重要的支持。两次强降水均是由层状云降水和嵌置其中的对流性云团降水构成,对流发展旺盛的云团中,冰相粒子尤其是霰粒子对对流的发展与降水起着主导作用,霰的融化是对流性强降雨的主要来源,而周围的层状云降水区域霰粒子的分布极少,主要受雪的融化与暖云降水的影响。同时,霰粒子的高值区对应有较强的上升气流使其充分长大,霰粒子的缺失将不能准确模拟出强降水中心的位置和强度。云中水凝物的相变潜热对模式的动力和热力场具有重要的反馈作用,水凝物在生成并释放潜热的同时,能促使上升气流的不断发展和对流的垂直输送,温度也会不断上升,当水凝物充分长大后,融化下落并伴随蒸发冷却,地面降水也会相应增加,在不考虑潜热释放的试验中,地面降水将会受到很大的抑制。
【学位单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P458.121.1;P456.7
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 云微物理过程对强降水研究的重要性
    1.2 高分辨率模式在定量降水预报中的优势
    1.3 云微物理方案的研究概述
        1.3.1 国内外云微物理方案的发展
        1.3.2 国内外云微物理方案的诊断
    1.4 研究意义与主要工作
    1.5 章节安排
第二章 GRAPES模式及云微物理方案介绍
    2.1 GRAPES模式简介
    2.2 GRAPES模式中主要微物理方案
第三章 江淮个例模拟试验分析
    3.1 试验设计
    3.2 天气形势分析
    3.3 实况与模拟降水量对比
        3.3.1 24小时累计降水
        3.3.2 6小时降水情况
    3.4 云特征量的模拟结果对比分析
        3.4.1 水凝物的时空分布
        3.4.2 MODIS云顶温度
        3.4.3 水凝物的水平分布
    3.5 实况与模拟雷达回波对比
        3.5.1 地面雷达回波特征
        3.5.2 雷达垂直剖面
    3.6 模拟的冰水含量与CloudSat实况对比
    3.7 云微物理过程的敏感性试验
    3.8 本章小结
第四章 浙闽个例模拟试验分析
    4.1 试验设计
    4.2 天气形势分析
    4.3 MODIS云图分析
    4.4 实况与模拟降水量对比分析
    4.5 区域平均特征量的时空演变
        4.5.1 降水率及水凝物随时间的演变
        4.5.2 动力过程及热力反馈随时间演变
        4.5.3 各水凝物随高度分布
    4.6 强对流雨团的模拟结果对比分析
        4.6.1 雨强、TBB及雷达回波的水平分布
        4.6.2 强对流雨团中水凝物的垂直剖面
    4.7 模拟的冰水含量与CloudSat实况对比
    4.8 本章小结
第五章 总结和讨论
    5.1 主要结论
    5.2 存在问题与研究展望
参考文献
致谢
个人简介

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈晓红;余金龙;邱学兴;张娇;;2005年7月4—11日淮河流域强降水过程的水汽收支分析[J];气象;2007年04期

2 覃丽;寿绍文;冯晓玲;陆汉城;;一次“北涡南槽”型广西强降水过程的数值模拟[J];气象研究与应用;2007年S1期

3 张杰;苗长忠;郝兰春;贾汉奎;王玉荣;;一次初春罕见的强降水过程分析[J];山东气象;2007年04期

4 龚新强;蔡平;郭桥;梁立维;;2008年怀化汛期强降水过程特征分析[J];高原山地气象研究;2009年S1期

5 甘德芳;吉平;赖云华;;丽江一次强降水过程成因分析[J];科技信息;2011年14期

6 张娇;郭品文;王东勇;郑媛媛;朱佳宁;;淮河流域持续性强降水过程的环流变化特征[J];大气科学学报;2012年03期

7 丁立,高枞亭;一次突发性强降水过程的数值分析[J];吉林气象;1998年02期

8 吕醒佳;1998年6月16～27日连续性强降水过程分析[J];广东气象;1999年03期

9 梁萍;丁一汇;;强降水过程气候态季节内振荡及其在延伸期预报中的应用[J];高原气象;2013年05期

10 何明琼,居志刚,陈少平;三峡坝区强降水过程6～12小时综合预报方法[J];气象;2000年08期

相关硕士学位论文 前10条

1 王立稳;复杂地形对北天山东段一次强降水过程影响的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2015年

2 王淑莉;强降水过程谱逼近方法模拟应用与周期特征分析[D];中国气象科学研究院;2015年

3 聂皓浩;高分辨GRAPES模式中云微物理方案对强降水过程的模拟和诊断研究[D];中国气象科学研究院;2016年

4 陈青;大气低频变化在湖南省雨季延伸期强降水过程预报中的应用[D];安徽农业大学;2013年

5 魏晓雯;长江中下游强降水过程与低频降水的联系及其机制研究[D];南京信息工程大学;2014年

6 曹钰;非均匀饱和大气中非地转湿Q矢量的改进及其在“莫拉克”台风（2009）降水中的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年

7 黄强;华北夏季持续强降水特征及机制分析[D];兰州大学;2013年

8 李雪松;青藏高原热力作用对2010年6月我国南方持续性强降水过程的影响[D];南京信息工程大学;2014年

9 燕成玉;强降水过程中多普勒雷达特征分析及风场反演[D];南京信息工程大学;2011年

10 董昊;云凝结核浓度对模拟强降水过程的影响：不同云微物理参数化方案的对比研究[D];南京信息工程大学;2011年

本文编号：2850199