晴朗及有云條件下WRF模式中邊界層參數(shù)化方案的比較研究
發(fā)布時間：2020-12-08 10:54
本文使用WRF3.4模式,分別在晴朗以及有云天氣條件下,選取個例,使用五種邊界層參數(shù)化方案(ACM2、BL、MYJ、MYNN2.5、YSU)對中國安徽壽縣地區(qū)進(jìn)行高分辨率的數(shù)值模擬,借助ARM實驗中壽縣觀測資料,對不同氣象要素以及邊界層結(jié)構(gòu)的模擬能力進(jìn)行評估。結(jié)果表明：(1)在晴天條件下,對于近地面溫濕風(fēng)的模擬,白天非局地方案模擬溫度更高濕度更小,更接近觀測值,夜間5種方案間差異不明顯；局地方案模擬的風(fēng)速風(fēng)向比非局地方案更靠近實測。綜合全天的統(tǒng)計量,ACM2方案在溫度和比濕上模擬最優(yōu)；MYJ方案在風(fēng)速和風(fēng)向上模擬最優(yōu)。白天不穩(wěn)定層結(jié),對于位溫、比濕垂直方向的模擬,考慮更強(qiáng)湍流混合和夾卷效應(yīng)的非局地方案,模擬的混合層高度更高、混合層內(nèi)位溫更高濕度更小、并且有更多的時間將物質(zhì)和能量輸送到更高的高度。3種局地方案湍流混合能力弱于非局地方案,但三種局地方案間混合能力也差異明顯(MYN>MYJ>BL),特別是湍流混合能力最弱的BL方案,未能反應(yīng)實際混合層內(nèi)位溫、比濕的特點(diǎn)。對于風(fēng)速、風(fēng)向垂直方向的模擬,除BL方案模擬偏差較大外,其它4種邊界層參數(shù)化方案均能大致模擬。夜間穩(wěn)定層結(jié),對于...
【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１壽縣觀測點(diǎn)及周邊下墊面情況??９??
亞熱帶北緣季風(fēng)性濕潤氣候類型。各主要?dú)夂蛞氐淖兓蕟畏逍�，有冬�??長，春秋短，四季分明的特點(diǎn)。年平均氣溫為１４．８－１４．９’Ｃ。??圖２．１反映了壽縣觀測點(diǎn)，所處地帶農(nóng)田和河流為主，為下文研究農(nóng)田??下墊面的邊界層參數(shù)化方案提供了很好下墊面條件。??、、?‘＇．ｒＣ‘’，?，，?，?ｓ?＊?＾??轄己巧；＇黃：：如巧衣黎：？達(dá)；齡契毅．ｉ：瑜絳異纖ｊ：磯辦象銀敝鑛穿；澄Ｉ安！班，氣紙�。蓿�??圖２．１壽縣觀測點(diǎn)及周邊下墊面情況??９??
３．１試驗方案設(shè)計和資料介紹??選用模式版本為ＷＲＦ３．４，模擬采用１ｘ１°ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ全球再分析資料。??數(shù)值模式采用３層雙向嵌套，嵌套區(qū)域如圖３．１ａ所示，最外層區(qū)域用來捕捉可??能影響局地環(huán)流的天氣形勢，Ｈ層模擬中也安徽省壽置（３２．５護(hù)Ｎ，?１化．７８°５），??與觀測實驗位置保持一致。圖３．化顯示模擬區(qū)域下墊面農(nóng)田為主。模擬個例??為四個晴天個例，分別為２００８年０８月１９日、１１月１２日、１１月１４日、１２月??化日。四個例模式模擬３６ｈ，模式前１化數(shù)據(jù)不化每小時輸出一次。時間積??分步長為６０ｓ。垂直層次為不等距６０層，其中２ＫＭ?下２８層，垂直層數(shù)加密，??便于清晰分析垂直結(jié)構(gòu)。本次研究共進(jìn)行５姐不同實驗，每組實驗分別選用的??邊界層參數(shù)化方案為ＡＣＭ２、ＹＳＵ、ＢＬ、ＭＹＪ、ＭＹＮＮ２．５。具體參數(shù)如下表１；??表３．１模式配置及參數(shù)配置??分辨率?網(wǎng)格數(shù)?微物理方案長波福射?短波福射?陸面過程?積云對流??第—層?９ｋｍ?１１４＊１１４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｒａｇ?ｒｔｌｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第二層?３ｋｍ?］?２４＊?１２４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｍｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第蘭層?化?ｍ?１５４＊１５４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｒｔｔｍｇ?Ｎｏａｈ?－??Ｉ＂?，?（ｂ）?Ｊ?？?■??—?麵??：?Ｉ?．Ｉｌｌ；川＇ｒ；＇．．１’?？巧；Ｔ’??？?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用TWP-ICE試驗資料對比兩種邊界層參數(shù)化方案[J]. 沈新勇,黃文彥,王衛(wèi)國,郭春燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2014(04)
[2]不同邊界層參數(shù)化方案對東亞夏季風(fēng)氣候模擬的對比研究[J]. 貴志成,鄭益群,曾新民,強(qiáng)學(xué)民. 氣象科學(xué). 2014(06)
[3]邊界層參數(shù)化方案對邊界層熱力和動力結(jié)構(gòu)特征影響的比較[J]. 黃文彥,沈新勇,王衛(wèi)國,黃偉. 地球物理學(xué)報. 2014(05)
[4]邊界層參數(shù)化方案及海氣耦合對WRF模擬東亞夏季風(fēng)的影響[J]. 王子謙,段安民,吳國雄. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2014(03)
[5]復(fù)雜地形地區(qū)WRF模式四種邊界層參數(shù)化方案的評估[J]. 張小培,銀燕. 大氣科學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[6]高寒草原地區(qū)邊界層參數(shù)化方案的適用性評估[J]. 邱貴強(qiáng),李華,張宇,羅斯瓊,王少影,尚倫宇. 高原氣象. 2013(01)
[7]邊界層參數(shù)化影響“梅花”臺風(fēng)的敏感性試驗[J]. 王晨稀. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2013(02)
[8]復(fù)雜地形上氣象場對空氣質(zhì)量數(shù)值模擬結(jié)果影響的研究[J]. 王穎,隆霄,余曄,左洪超,梁依玲. 大氣科學(xué). 2013(01)
[9]長江下游地區(qū)不同邊界層參數(shù)化方案的試驗研究[J]. 徐慧燕,朱業(yè),劉瑞,沈杭鋒,王東海,翟國慶. 大氣科學(xué). 2013(01)
[10]MYJ和YSU方案對WRF邊界層氣象要素模擬的影響[J]. 張碧輝,劉樹華,馬雁軍. 地球物理學(xué)報. 2012(07)
碩士論文
[1]利用風(fēng)廓線雷達(dá)探測降水相態(tài)和邊界層高度的初步研究[D]. 施紅蓉.南京信息工程大學(xué) 2014
[2]邊界層參數(shù)化及其在中尺度數(shù)值模式中的應(yīng)用[D]. 蔡薌寧.南京氣象學(xué)院 2004
本文編號：2904971
【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１壽縣觀測點(diǎn)及周邊下墊面情況??９??
亞熱帶北緣季風(fēng)性濕潤氣候類型。各主要?dú)夂蛞氐淖兓蕟畏逍�，有冬�??長，春秋短，四季分明的特點(diǎn)。年平均氣溫為１４．８－１４．９’Ｃ。??圖２．１反映了壽縣觀測點(diǎn)，所處地帶農(nóng)田和河流為主，為下文研究農(nóng)田??下墊面的邊界層參數(shù)化方案提供了很好下墊面條件。??、、?‘＇．ｒＣ‘’，?，，?，?ｓ?＊?＾??轄己巧；＇黃：：如巧衣黎：？達(dá)；齡契毅．ｉ：瑜絳異纖ｊ：磯辦象銀敝鑛穿；澄Ｉ安！班，氣紙�。蓿�??圖２．１壽縣觀測點(diǎn)及周邊下墊面情況??９??
３．１試驗方案設(shè)計和資料介紹??選用模式版本為ＷＲＦ３．４，模擬采用１ｘ１°ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ全球再分析資料。??數(shù)值模式采用３層雙向嵌套，嵌套區(qū)域如圖３．１ａ所示，最外層區(qū)域用來捕捉可??能影響局地環(huán)流的天氣形勢，Ｈ層模擬中也安徽省壽置（３２．５護(hù)Ｎ，?１化．７８°５），??與觀測實驗位置保持一致。圖３．化顯示模擬區(qū)域下墊面農(nóng)田為主。模擬個例??為四個晴天個例，分別為２００８年０８月１９日、１１月１２日、１１月１４日、１２月??化日。四個例模式模擬３６ｈ，模式前１化數(shù)據(jù)不化每小時輸出一次。時間積??分步長為６０ｓ。垂直層次為不等距６０層，其中２ＫＭ?下２８層，垂直層數(shù)加密，??便于清晰分析垂直結(jié)構(gòu)。本次研究共進(jìn)行５姐不同實驗，每組實驗分別選用的??邊界層參數(shù)化方案為ＡＣＭ２、ＹＳＵ、ＢＬ、ＭＹＪ、ＭＹＮＮ２．５。具體參數(shù)如下表１；??表３．１模式配置及參數(shù)配置??分辨率?網(wǎng)格數(shù)?微物理方案長波福射?短波福射?陸面過程?積云對流??第—層?９ｋｍ?１１４＊１１４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｒａｇ?ｒｔｌｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第二層?３ｋｍ?］?２４＊?１２４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｍｍｇ?Ｎｏａｈ?ＫａｉｎＦｒｉｔｓｃｈ??第蘭層?化?ｍ?１５４＊１５４?Ｍｏｒｒｉｓｏｎ?ｒｔｔｍｇ?ｒｔｔｍｇ?Ｎｏａｈ?－??Ｉ＂?，?（ｂ）?Ｊ?？?■??—?麵??：?Ｉ?．Ｉｌｌ；川＇ｒ；＇．．１’?？巧；Ｔ’??？?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用TWP-ICE試驗資料對比兩種邊界層參數(shù)化方案[J]. 沈新勇,黃文彥,王衛(wèi)國,郭春燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報. 2014(04)
[2]不同邊界層參數(shù)化方案對東亞夏季風(fēng)氣候模擬的對比研究[J]. 貴志成,鄭益群,曾新民,強(qiáng)學(xué)民. 氣象科學(xué). 2014(06)
[3]邊界層參數(shù)化方案對邊界層熱力和動力結(jié)構(gòu)特征影響的比較[J]. 黃文彥,沈新勇,王衛(wèi)國,黃偉. 地球物理學(xué)報. 2014(05)
[4]邊界層參數(shù)化方案及海氣耦合對WRF模擬東亞夏季風(fēng)的影響[J]. 王子謙,段安民,吳國雄. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2014(03)
[5]復(fù)雜地形地區(qū)WRF模式四種邊界層參數(shù)化方案的評估[J]. 張小培,銀燕. 大氣科學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[6]高寒草原地區(qū)邊界層參數(shù)化方案的適用性評估[J]. 邱貴強(qiáng),李華,張宇,羅斯瓊,王少影,尚倫宇. 高原氣象. 2013(01)
[7]邊界層參數(shù)化影響“梅花”臺風(fēng)的敏感性試驗[J]. 王晨稀. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2013(02)
[8]復(fù)雜地形上氣象場對空氣質(zhì)量數(shù)值模擬結(jié)果影響的研究[J]. 王穎,隆霄,余曄,左洪超,梁依玲. 大氣科學(xué). 2013(01)
[9]長江下游地區(qū)不同邊界層參數(shù)化方案的試驗研究[J]. 徐慧燕,朱業(yè),劉瑞,沈杭鋒,王東海,翟國慶. 大氣科學(xué). 2013(01)
[10]MYJ和YSU方案對WRF邊界層氣象要素模擬的影響[J]. 張碧輝,劉樹華,馬雁軍. 地球物理學(xué)報. 2012(07)
碩士論文
[1]利用風(fēng)廓線雷達(dá)探測降水相態(tài)和邊界層高度的初步研究[D]. 施紅蓉.南京信息工程大學(xué) 2014
[2]邊界層參數(shù)化及其在中尺度數(shù)值模式中的應(yīng)用[D]. 蔡薌寧.南京氣象學(xué)院 2004
本文編號：2904971
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