利用中尺度天气预报模式预报大气光学湍流 被引量：9

1

作者 许利明 吴晓庆 王英俭 《大气与环境光学学报》 CAS 2008年第4期270-275,共6页

光学湍流的预报在光学工程应用中具有重要意义,而国内尚未开展这方面工作。简要介绍了中尺度天气预报模式MM5及其框架和坐标系统,并结合Dewan光学湍流参数化方法预报了合肥、库尔勒和东山48 h的折射率结构常数,给出了各个时刻的湍流廓... 光学湍流的预报在光学工程应用中具有重要意义,而国内尚未开展这方面工作。简要介绍了中尺度天气预报模式MM5及其框架和坐标系统,并结合Dewan光学湍流参数化方法预报了合肥、库尔勒和东山48 h的折射率结构常数,给出了各个时刻的湍流廓线和折射率结构常数时间剖面图。预报结果符合折射率结构常数随高度变化的量级和趋势的一般特征,但各地的廓线形状存在差异,简要分析了差异产生的原因。由于未有实测对比,结果还需要进一步的实验进行检验以便日后实际应用。 展开更多

关键词 中尺度天气预报模式 光学湍流 折射率结构常数

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成都“2008.9.24”暴雨的中尺度数值模拟 被引量：4

2

作者 余卓晟 陈科艺 《成都信息工程学院学报》 2012年第5期495-500,共6页

为了更好的研究四川成都地区2008年9月23日～25日强降水天气的物理机制,利用中尺度天气预报模式(Weather Research Forecast,WRF)模拟了此次过程,并结合FY-2号C星云图资料,对过程的发生、发展过程进行分析后发现,此次暴雨过程为低层弱... 为了更好的研究四川成都地区2008年9月23日～25日强降水天气的物理机制,利用中尺度天气预报模式(Weather Research Forecast,WRF)模拟了此次过程,并结合FY-2号C星云图资料,对过程的发生、发展过程进行分析后发现,此次暴雨过程为低层弱低压辐合,同时台风"黑格比"登陆后带来大量水汽,并借助西伸的西太平洋副高源源不断的向四川盆地输送,另外存在来自南方孟加拉湾水汽的持续供应,对流云团形成于地面低压与西伸副高的交界处,并沿着副高边缘由西南向东北移动,雨带分布在副高边缘气压梯度大的地方,模拟结果与观测事实基本相符。利用WRF模式模拟暴雨产生的环流形势,配合卫星云图,能进一步揭示暴雨产生的物理机制,可作为深化暴雨研究的有效手段。 展开更多

关键词 暴雨 数值模拟 中尺度天气预报模式 强对流天气

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两种再分析资料和Nudging方法在WRF模式降水模拟中的适用性

3

作者 王田宇 迪里努尔·牙生 +6 位作者 王星宇 邱学兴 李旭 雷雨虹 孙彩霞 谢祥珊 王金艳 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期20-30,共11页

采用Grid Nudging(GN)和Spectral Nudging(SN)方法,用再分析资料ERA5和FNL驱动中尺度数值天气预报模式(WRF),探究不同再分析资料和Nudging方法对降水模拟效果的改进效果及机理.对2021年3月15日中国南方地区降水过程设计6组试验进行数值... 采用Grid Nudging(GN)和Spectral Nudging(SN)方法,用再分析资料ERA5和FNL驱动中尺度数值天气预报模式(WRF),探究不同再分析资料和Nudging方法对降水模拟效果的改进效果及机理.对2021年3月15日中国南方地区降水过程设计6组试验进行数值模拟,分析不同试验方案对降水及相关物理量的影响.结果表明,WRF模式能较好地模拟出本次降水事件,进行Nudging驱动后显著提升了降水分布、降水中心落区和降水量的模拟效果.与观测数据综合对比,GN的模拟效果优于SN,尤其是使用ERA5资料结合GN模拟效果最佳,能够准确地模拟出发生在安徽省南部的降水中心以及超过33 mm/d的降水强度.模式结果与两个观测站点记录的降水发生时间和降水强度变化较为一致.GN方法使模式有效提高了西南低空急流的强度,校正了风向,对水汽通量和水汽通量散度的刻画更符合实际情况. 展开更多

关键词 强降水 中尺度数值天气预报模式 牛顿松弛逼近方法 数值模拟

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基于兰州市城市冠层模式的一次降水过程的数值模拟 被引量：2

4

作者 马敏劲 杨屹 苏雨萌 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期650-658,共9页

基于耦合了城市冠层模式(UCM)的中尺度天气预报模式(WRF)的数值模型,模拟分析了兰州市一次对流降水天气过程.探讨了不同云-微物理参数方案和积云对流参数化方案的组合对此次降水过程模拟的影响,对比分析了WRF模式在耦合单层城市冠层前... 基于耦合了城市冠层模式(UCM)的中尺度天气预报模式(WRF)的数值模型,模拟分析了兰州市一次对流降水天气过程.探讨了不同云-微物理参数方案和积云对流参数化方案的组合对此次降水过程模拟的影响,对比分析了WRF模式在耦合单层城市冠层前后对城市降水的影响.在不同的参数化方案组合中,此次降水过程风险评分最高的组合是WSM-6方案和G-F方案,其对小雨、中雨和大到暴雨的评分分别为0.50、0.36、0.33.选择此参数化方案,利用耦合UCM的WRF模式模拟降水,结果表明,耦合UCM模式后的降水范围变大,降水量的趋势更接近实况.降水过程中,与单独的WRF模式模拟结果相比,耦合UCM的WRF模式模拟的2 m温度平均偏低1.7℃、2 m高度水汽混合比偏高0.7 g/kg,对流有效位能偏高5 J/kg,增强了降水的有利条件.对比发现城市冠层能够激发出更强的大气对流运动,影响近地面水汽的分布和城市下风向降水的分布. 展开更多

关键词 城市冠层 中尺度天气预报模式 降水

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气候动力降尺度方法在复杂下垫面的应用研究 被引量：4

5

作者 王雅萍 张武 黄晨然 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期517-525,共9页

在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了... 在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了中尺度天气预报模式自带的分析松弛研究其模拟效果.结果表明4种方案对地面向上2 m处的温度和相对湿度的模拟要优于对10 m处风速的模拟."分析松弛"表现出了对地面相对湿度模拟很好的改善,却不适宜对地表热量通量的模拟,且对10 m处风速的模拟结果变化平缓;增加初始场输入频次对地表热量通量的模拟有改善,对其他3个变量的模拟结果影响不明显. 展开更多

关键词 动力降尺度 中尺度天气预报模式 复杂下垫面 初始场 松弛逼近

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基于MM5V3的大气波导预报可靠性和准确度分析 被引量：8

6

作者 郝晓静 李清亮 +2 位作者 郭立新 韩杰 郭相明 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期725-734,共10页

利用GTS高空探测数据和FNL最终分析数据验证MM5V3中尺度数值天气预报模式预报大气波导的有效性,验证区域为东海关注区、南海关注区和亚丁湾关注区,并分别从可靠性和准确度两个方面进行了分析.1)用GTS高空探测数据对表面、悬空波导预报... 利用GTS高空探测数据和FNL最终分析数据验证MM5V3中尺度数值天气预报模式预报大气波导的有效性,验证区域为东海关注区、南海关注区和亚丁湾关注区,并分别从可靠性和准确度两个方面进行了分析.1)用GTS高空探测数据对表面、悬空波导预报结果进行了验证,结果表明:对一般强度表面、悬空波导预报可靠度为60%~80%;对强波导预报可靠度为80%以上;对波导顶高预报均方根误差为500~800m;波导强度预报均方根误差为10~20 M.2)用4天的FNL数据对蒸发波导高发区预报结果进行了验证,结果表明:蒸发波导预报可靠度为90%以上;波导顶高预报均方根误差为2~3m.总体而言,对于表面、悬空波导,MM5V3对强波导的预报可靠度较高,对一般强度的波导预报可靠度较低,且波导预报准确度很低;对于蒸发波导高发区,MM5V3可以初步实现波导的预报.上述结果为检验中尺度数值天气预报模式预报大气波导的有效性提供了参考,具有现实指导意义. 展开更多

关键词 大气波导 中尺度数值天气预报模式 GTS FNL 可靠性 准确度

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大型浅水湖泊高时空分辨率风场特征数值模拟研究:以巢湖为例

7

作者 杜飞 陈凯麒 +7 位作者 刘晓波 王世岩 黄爱平 董飞 刘畅 杜彦良 阳星 孙龙 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第2期39-49,共11页

【目的】大型浅水湖泊的风场是影响湖泊流场、水体富营养化和藻华运移聚集规律的关键因素之一,仅依托气象站点的观测数据难以有效捕捉湖面风场在空间和时间上的快速变化。为精细刻画湖泊高频变化风场,辨识其时空变化特征,【方法】以巢... 【目的】大型浅水湖泊的风场是影响湖泊流场、水体富营养化和藻华运移聚集规律的关键因素之一,仅依托气象站点的观测数据难以有效捕捉湖面风场在空间和时间上的快速变化。为精细刻画湖泊高频变化风场,辨识其时空变化特征,【方法】以巢湖为研究对象,综合利用气象观测数据、全球再分析数据集和地理静态数据,通过中尺度天气预报模式和地理空间分析技术,模拟分析巢湖地区2019年高时空分辨率的风场变化过程。【结果】结果显示:巢湖区域风速由东向西、由南向北、由湖面向陆面逐渐减弱;湖面主导风向为东风和偏东风,主导风速为二级至四级,湖面平均风速在11月最大,12月次之,5月最小,不同季节湖面平均风速由大到小依次为冬季、秋季、夏季和春季。【结论】结果表明:巢湖在白天(夜晚)出现冷(暖)湖效应,其风场在早上6时和夜晚23时出现陆风和湖风转换;西半湖受湖陆风和城市热岛影响显著,在夏季会出现明显的环湖湖风锋,其湖风锋穿透内陆距离约4.7~9 km;东半湖受山谷风影响显著,在东南部山脉以东湖区易形成低风速区,在湖口附近受狭管效应易形成高风速区。通过研究成果可进一步认知巢湖区域风场特征,为巢湖水生态环境治理提供技术支撑。 展开更多

关键词 巢湖 风场 湖陆风 中尺度天气预报模式 气候变化 时空变化 数值模拟

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基于WRF模拟的中国西北河谷城市夏季的大气边界层特征

8

作者 王鹏波 刘永乐 +1 位作者 魏永鹏 潘峰 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期569-576,585,共9页

为提高河谷地形气象场的模拟效果,利用第5代再分析资料(ERA5)和全球再分析资料(FNL)作为初始场,以天水市为研究对象,驱动中尺度天气预报模式比较对西北河谷城市边界层模拟的适用性,分析西北河谷城市夏季的大气边界层特征.结果表明, ERA... 为提高河谷地形气象场的模拟效果,利用第5代再分析资料(ERA5)和全球再分析资料(FNL)作为初始场,以天水市为研究对象,驱动中尺度天气预报模式比较对西北河谷城市边界层模拟的适用性,分析西北河谷城市夏季的大气边界层特征.结果表明, ERA5模拟的天水市主城区近地面温度、近地面风速、风向以及相对湿度与观测值的相关性更好,尤其是近地面风速和风向,分别比FNL模拟的结果提升25.4%和70.0%.天水市主城区的气象场空间分布呈明显的城市热岛效应和山谷风环流,相对开阔的麦积区城市热岛效应更强;白天发生的降水会弱化谷风环流和热岛效应,河谷内及周边风速均较小.天水市主城区夏季近地面温度与风速呈正相关,与相对湿度呈负相关,大气边界层高度呈现明显的日变化,大气层结稳定. 展开更多

关键词 第5代再分析资料 河谷城市 大气边界层 中尺度天气预报模式

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2019年7月10日四川一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析 被引量：3

9

作者 束艾青 魏鸣 +5 位作者 武芳 许冬梅 沈菲菲 李超 卞慧敏 周萱 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期551-558,568,共9页

利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析... 利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析.结果表明,四川上空500 hPa由"槽后脊前"转"槽前脊后"的环流形势有利于暴雨区的辐合上升运动;暴雨区及其上下游的冷层云结构强烈不稳定,在西风带作用下持续影响四川盆地;四川盆地充足的水汽和成都区域的水平风向垂直切变有利于上升运动的发展,成为触发此次降水的影响因子;数值模拟试验进一步验证和再现了此次暴雨过程的基本特征,与观测资料的诊断结果一致. 展开更多

关键词 暴雨 诊断分析 中尺度天气预报模式 数值模拟

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2016年7月长江中下游一次暴雨过程的诊断分析与数值模拟 被引量：1

10

作者 袁海翔 许冬梅 +4 位作者 束艾青 沈菲菲 邓华 王琛 何志新 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期404-411,共8页

使用美国国家环境预报中心1°×1°再分析FNL资料,利用中尺度天气预报模式对2016年7月长江中下游地区的一次暴雨过程进行了模拟.对24 h累积的降水模拟量、Cape值、涡度场、相对湿度等有关暴雨诊断分析所需的物理量场进行了... 使用美国国家环境预报中心1°×1°再分析FNL资料,利用中尺度天气预报模式对2016年7月长江中下游地区的一次暴雨过程进行了模拟.对24 h累积的降水模拟量、Cape值、涡度场、相对湿度等有关暴雨诊断分析所需的物理量场进行了分析.选择MICAPS资料作为实况数据,与模拟结果进行分析对比.结果表明,中尺度天气预报模式能较好地模拟此次降水过程,模拟雨带与实际位置大致相同,均在长江中下游,但遗漏了重庆东北部的暴雨及重庆以西地区的降雨,且模拟的雨带范围与实况相比较小,位置有所偏差.有利的不稳定条件、较好的水汽条件、高层辐合、低层辐散的形势为暴雨的发生提供抬升的动力条件,是此次暴雨发生的重要原因. 展开更多

关键词 中尺度天气预报模式 数值模拟 诊断分析 暴雨

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不同陆面过程方案对兰州地区一次强降水对流触发的影响 被引量：1

11

作者 吴捷 张述文 孙明燕 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期63-70,共8页

2018年4月19日,兰州地区发生罕见局地强降水,造成严重城市内涝.为了研究陆面过程对此次降水模拟的影响,选取陆面模式RUC、CLM4和NOAH与中尺度天气预报模式进行耦合,重点分析不同陆面参数化方案对于对流触发的影响.结果表明,RUC能合理地... 2018年4月19日,兰州地区发生罕见局地强降水,造成严重城市内涝.为了研究陆面过程对此次降水模拟的影响,选取陆面模式RUC、CLM4和NOAH与中尺度天气预报模式进行耦合,重点分析不同陆面参数化方案对于对流触发的影响.结果表明,RUC能合理地再现此次降水过程,尤其是兰州上空的对流触发过程.陆-气相互作用分析表明,不同陆面过程参数化方案模拟的对流有效位能、对流抑制能、地表感热通量和潜热通量及边界层的时空演化均不同,最终影响对流触发的时空位置.陆面过程参数化方案对此次局地强对流降水模拟的结果影响很大. 展开更多

关键词 陆-气相互作用 陆面过程参数化方案 中尺度天气预报模式 局地强降水

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一次暴雨激发平流层重力波的卫星观测与数值模拟 被引量：3

12

作者 孙睿 姚志刚 +3 位作者 韩志刚 赵增亮 崔新东 严卫 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期469-481,共13页

针对卫星Aqua/AIRS观测到的与2011年7月25日山东省乳山市特大暴雨相伴的一次平流层重力波过程,利用中尺度数值模式WRF进行暴雨诱发平流层重力波的数值模拟.对模式输出的垂直速度场和温度扰动场的分析表明,暴雨在平流层内的弧状波结构主... 针对卫星Aqua/AIRS观测到的与2011年7月25日山东省乳山市特大暴雨相伴的一次平流层重力波过程,利用中尺度数值模式WRF进行暴雨诱发平流层重力波的数值模拟.对模式输出的垂直速度场和温度扰动场的分析表明,暴雨在平流层内的弧状波结构主要集中在降水云系东侧,水平影响范围大于1000km,且随着高度的增加,圆弧状结构趋于闭合,波动能量显著增强.此外,对垂直速度剖面结构分析表明,受高空东风和风切变的影响,重力波在上传过程中逆着背景风场向东传输,不同高度波动形态各异.基于快速傅里叶变换(FFT)的功率谱分析结果表明,此次暴雨激发的平流层重力波在35km高度的周期为7～20h,水平波长约为1000km,垂直波长为5～10km.通过分析动量通量的垂直输送,定量反映出重力波上传过程中的动力学变化特征. 展开更多

关键词 平流层 重力波 中尺度天气预报模式 数值模拟

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WRF不同边界层参数化方案对重庆一次暴雨过程的模拟 被引量：5

13

作者 李雪超 王颖 +3 位作者 秦闯 王思潼 叶伟 杨流贵 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期260-268,共9页

利用中尺度天气预报数值模式(WRF)中的3种边界层参数化方案(YSU、MYJ和ACM2)模拟了重庆2012年8月30日-9月1日的一次暴雨过程,结合同期的观测资料分析了3种不同边界层参数化方案模拟降水强度和降水落区的差异,对各方案模拟重庆区域内的... 利用中尺度天气预报数值模式(WRF)中的3种边界层参数化方案(YSU、MYJ和ACM2)模拟了重庆2012年8月30日-9月1日的一次暴雨过程,结合同期的观测资料分析了3种不同边界层参数化方案模拟降水强度和降水落区的差异,对各方案模拟重庆区域内的降水能力进行了检验评估.通过垂直速度、水汽通量散度和相对涡度等基本物理量的诊断,对比分析了不同方案模拟降水的差异.结果表明, 3种边界层方案均能模拟出此次雨带的移动方向,但YSU方案能较好地模拟出降水落区、降水强度和降水趋势, MYJ方案模拟效果次之, ACM2方案模拟效果较差. YSU方案模拟降水的动力条件和水汽条件配置符合实际降水情况,是模拟效果较好的主要原因. 展开更多

关键词 中尺度天气预报数值模式 边界层参数化方案 暴雨

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MM5在农业气象和城市气象中的应用现状与前景 被引量：1

14

作者 李兆芹 姚克敏 《气象教育与科技》 2003年第3期1-6,共6页

关键词 MM5 农业气象 城市气象 中尺度数值天气预报模式

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