不同辐射与下垫面参数化方案对大雾过程数值模拟的影响

摘要

为了比较WRF模式中不同长短波辐射参数化方案对成雾过程模拟效果的影响，分析不同类型地表对成雾过程的影响，本文选择了2015年江苏地区冬、春季两场典型辐射型大雾过程，对南京地区和里下河地区分别进行模拟方案设计和试验研究，并运用相关参数评估了模拟效果。研究对成雾机理的阐释具有重要的理论价值，并可为江苏地区的大雾预警预报提供技术支持，本文主要研究结论如下: 1.利用WRF模式中长、短波不同辐射参数化方案组合对南京地区与里下河地区进行了成雾过程的模拟试验，试验结果表明: (1)在春、冬季大雾过程的热力条件和水汽条件模拟中，最优方案为长波GFDL方案与短波RRTMG方案组合。 (2)热力条件模拟中，2m高度气温的模拟效果优于地表温度。 (3)水汽条件模拟中，相对湿度的模拟效果优于2m高度露点温度。 (4)动力条件模拟中，最优辐射参数化方案组合为长波CAM方案与短波FLG方案组合，但在冬季辐射雾的10m高度风速模拟时，需要解决模拟值起伏变化滞后于观测值的问题。 (5)雾区模拟效果最好的方案也为长波GFDL方案与短波RRTMG方案组合，但空报率偏高，达20％以上。 2.对里下河地区的下垫面分别设置了城市、水体和控制等类型的试验，试验结果显示: (1)当地表为城市时，模拟出的地表温度和2m高度气温大于其它地表类型，且昼夜变化明显，而露点温度、相对湿度和10m高度风速小于其它类型。 (2)当地表为水体时，其模拟的露点温度、相对湿度和10m高度风速大于其它类型，但昼夜变化并不明显，而地表温度和2m高度气温的模拟值小于其它地表类型。

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究进展

1．2．1人工神经网络在雾预报中的应用

1．2．2对雾微物理结构与边界层特征的观测试验研究

1．2．3雾模式的研究进展

1．3研究意义与研究内容

1．3．1研究意义

1．3．2研究内容与技术路线

第二章资料与方法

2．1研究区域

2．2资料来源

2．3 WRF模式及模拟方案介绍

2．3．1 WRF模式简介

2．3．2物理方案简介

2．3．3模式实验设计

2．4评估方法

2．4．1对成雾条件模拟效果的评估方法

2．4．2对雾区预报效果的评估方法

第三章辐射参数化试验

3．1个例选取及天气背景

3．1．1个例选取

3．1．2天气背景

3．2南京地区辐射参数化模拟试验结果分析

3．2．1成雾水汽条件

3．2．2成雾热力条件

3．2．3成雾动力条件

3．2．4雾区模拟效果比较

3．3里下河地区辐射参数化模拟试验结果分析

3．3．1成雾水汽条件的模拟

3．3．2成雾热力条件的模拟

3．3．3成雾动力条件的模拟

3．3．4雾区模拟效果比较

3．4本章小结与分析

3．4．1本章小结

3．4．2本章分析

第四章里下河地区成雾过程的地表敏感性试验

4．1试验方案设计

4．2模拟结果分析

4．2．1水汽条件

4．2．2热力条件

4．2．3动力条件

4．3本章小结与分析

4．3．1本章小结

4．3．2本章分析

参考文献

作者简介

致谢