隨著數(shù)值模式水平分辨率的提高和物理過程的逐步完善,模式能更精確地描述復(fù)雜地形和較小尺度的天氣變化,模式在科學(xué)研究和業(yè)務(wù)預(yù)報中的表現(xiàn)也越來越好,人們還借助數(shù)值模式對影響暴雨發(fā)生發(fā)展的因子開展了敏感性試驗,加深了對暴雨的認(rèn)識,然而單一的數(shù)值模式對轉(zhuǎn)折性、突發(fā)性、長時間尺度的天氣過程的預(yù)報效果并不理想,采用集合預(yù)報方法能較好地解決模式預(yù)報中遇到的不確定性問題。本文應(yīng)用WRF中尺度模式,對陜晉冀魯?shù)貐^(qū)2013年7月12日～13日的一次暴雨過程進行了數(shù)值模擬,并且探討了地形、水汽和不同初值對本次暴雨過程的影響,最后設(shè)計了多個集合預(yù)報方案。主要結(jié)論如下：(1)本文分別設(shè)計了改變地形和減少水汽的敏感性試驗。降低和增加地形的試驗表明：地形對降水的雨帶分布和雨量大小有顯著影響,地形能影響到大氣的輻合輻散,對暖空氣的移速和區(qū)域溫度場分布有著重要作用；減少初值中水汽含量的試驗表明：暴雨區(qū)自身水汽和來自暴雨區(qū)南面的水汽輸送對本次暴雨雨量有顯著增幅作用。(2)通過尺度濾波可知,ERA-interim與FNL再分析資料的差異主要體現(xiàn)在擾動場。用這兩種資料分別驅(qū)動WRF(記為exp_ERA和exp_FNL),模擬的各物理量場間存在著較大差異,兩個試驗無論是降水落區(qū)、強度還是累積雨量都不相同,通過TS評分可知exp_ERA模擬的降水好于exp_FNL。對exp_ERA試驗初值中的溫、濕、風(fēng)場和側(cè)邊界分別進行擾動后發(fā)現(xiàn),濕度場對降水最敏感,其次是風(fēng)場和溫度場,而側(cè)邊界最小。(3)研究了初值、側(cè)邊界和物理過程擾動對本次降水的影響并設(shè)計了集合預(yù)報試驗。對比發(fā)現(xiàn),物理過程擾動對降水的影響最大；初值擾動在積分初期影響較大,此后逐漸減�。欢鴤�(cè)邊界擾動隨著時間積分向模擬區(qū)域中心傳播并逐步增大,在積分一定時間后,其對降水的影響與物理過程的影響相當(dāng)。集合平均的24h累積降水均方根誤差、空間相關(guān)系數(shù)相對于控制預(yù)報的改進率由大到小分別為側(cè)邊界擾動、物理過程擾動和初值擾動。通過計算概率均方差Q值可知,物理過程擾動構(gòu)建的集合預(yù)報最優(yōu),其次是側(cè)邊界擾動,最后是初值擾動,可見這3種構(gòu)建方法各有優(yōu)劣。最后設(shè)計了同時考慮初值不確定、側(cè)邊界不確定和模式不確定的集合預(yù)報,發(fā)現(xiàn)其好于單個因子擾動的集合預(yù)報,使模式的降水預(yù)報效果得到明顯改善。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P456.7
【部分圖文】：

０．０３、０．０９、０．１３、０．１８，可知擾動對小量級降水的影響小于對大量級降水的影響。??圖中集合預(yù)報的小雨和大雨上量級的ＴＳ評分大于７個成員的評分結(jié)果，中雨??Ｗ上量級的ＴＳ評分優(yōu)于所有成員的預(yù)報結(jié)果，暴雨Ｗ上量級的ＴＳ評分優(yōu)于４??個成員的預(yù)報結(jié)果，這就說明集合預(yù)報對降水的模擬結(jié)果比單個成員更穩(wěn)定，可??信度更高。??

圖６．１８?２０

０．０３、０．０９、０．１３、０．１８，可知擾動對小量級降水的影響小于對大量級降水的影響。??圖中集合預(yù)報的小雨和大雨上量級的ＴＳ評分大于７個成員的評分結(jié)果，中雨??Ｗ上量級的ＴＳ評分優(yōu)于所有成員的預(yù)報結(jié)果，暴雨Ｗ上量級的ＴＳ評分優(yōu)于４??個成員的預(yù)報結(jié)果，這就說明集合預(yù)報對降水的模擬結(jié)果比單個成員更穩(wěn)定，可??信度更高。??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 陳德輝,王詩文;不同業(yè)務(wù)預(yù)報初值形成方案的數(shù)值模擬比較[J];熱帶氣象學(xué)報;1996年04期

2 李澤椿,陳德輝;國家氣象中心集合數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2002年01期

3 陳靜,陳德輝,顏宏;集合數(shù)值預(yù)報發(fā)展與研究進展[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2002年04期

4 譚燕;陳德輝;;基于非靜力模式物理擾動的中尺度集合預(yù)報試驗[J];應(yīng)用氣象學(xué)報;2007年03期

本文編號：2850316