本文主要從非地形重力波參數(shù)化方案的理論基本和研究現(xiàn)狀出發(fā),通過分析全球大氣譜模式的物理過程和動力過程耦合關(guān)系,并且利用其并行計算框架,在全球數(shù)值天氣預(yù)報譜模式中成功引入了非靜力有旋參數(shù)化WM96方案。典型天氣過程的預(yù)報實驗以2012年-2013年北半球平流層爆發(fā)性增溫為實驗個例來檢驗WM96方案的預(yù)報效果。試驗結(jié)果表明:S02方案和WM96方案均能準(zhǔn)確捕捉到平流層爆發(fā)性增溫發(fā)生過程中環(huán)流形勢、溫度和風(fēng)場的變化。S02方案和WM96方案相比于瑞利摩擦方案,風(fēng)場24h和72h的預(yù)報偏差明顯減小,溫度場24h和72h的預(yù)報效果不明顯,南半球的溫度預(yù)報有改進,但是北半球溫度預(yù)報有明顯的偏低。WM96方案相比于S02方案改進效果不是很明顯,但是環(huán)流形勢的某些區(qū)域更加接近真實場,風(fēng)場和溫度場的預(yù)報偏差也有所減小,并且WM96方案中參數(shù)的設(shè)置對于預(yù)報結(jié)果有較大影響。最后以2013年1月1號到2月10號共計40天進行模式預(yù)報的統(tǒng)計檢驗實驗。相比于S02方案,WM96方案在500hPa上位勢高度、溫度和風(fēng)場的距平相關(guān)系數(shù)與均方根誤差都有明顯改進,并且將第八天位勢高度和第七天溫度的距平相關(guān)系數(shù)提高到0.6... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大氣中諸物理過程及其相互作用[3]

圖 1.2 數(shù)值天氣預(yù)報中重要的物理過程[14]非地形重力波主要影響著對流層頂和平流層中下部的大氣運動[15]。中層大氣緯向風(fēng)和溫度結(jié)構(gòu)的形成主要來自輻射和非地形重力波拖曳的平衡，而非地形重力波拖曳的影響在中層大氣起主要作用。中層大氣的冬半球受西風(fēng)急流控制，夏半球受東風(fēng)急流影響，經(jīng)圈環(huán)流在熱帶地區(qū)上升，在極地地區(qū)下沉，即所謂的Brewer-Dobson 環(huán)流。羅斯貝波和小尺度非地形重力波破碎而沉積的動量驅(qū)動了該環(huán)流[16]。而且，非地形重力波是中層大氣的主要動量源，是驅(qū)動平流層大氣環(huán)流的重要原因，尤其是對準(zhǔn)兩年振蕩（quasi-biennial oscillation，QBO）和準(zhǔn)半年振蕩（semi-annual oscillation，SAO）而言，非地形重力波是導(dǎo)致它們生成的主要因素。Fritts 和 Alexander 等[17,18]研究發(fā)現(xiàn)，對流層頂或者平流層底部的非地形重力波將動量和能量向上傳輸?shù)街袑哟髿猓瑒恿吭谝欢ǜ叨榷逊e，從而影響大尺度循環(huán)。由于非地形重力波對能量和動量的傳輸作用，導(dǎo)致中層大氣上部的冬季西風(fēng)急流和夏季東風(fēng)急流都明顯加強。非地形重力波不僅影響著緯向環(huán)流，而且它同時會引起徑向環(huán)流。非地形重力波引起的徑向環(huán)流造成的動力加熱對于維持中層大氣的溫度結(jié)構(gòu)是非常重要的，特別是在極地地區(qū)，由于冬季太陽日照的消失，

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文重力波是在對流層頂或低平流層生成，然后向上傳播，進由于非地形重力波對于整個大氣運動的影響高度較高，所數(shù)貢獻在輻射、湍流、地形重力波拖曳、云等物理過程之799 模式中非地形重力波是在參數(shù)化在云預(yù)報方案之后調(diào)用過程，因此，在模式中引入非地形重力波參數(shù)化方案之后* *, , , 1 1( ) ( ) ( ) 2 2D A D A D rad conv cloud A rad conv cloud A vdif gwdL L N N P P P M T799 模式中非地形重力波參數(shù)化的主程序是 GWDRAGAR 調(diào)用。在 CALLPAR 程序之中，非地形重力波參數(shù)化的


本文編號：3333015