雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用Ⅱ数值模拟试验.docx

《雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用Ⅱ数值模拟试验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用Ⅱ数值模拟试验.docx（2页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、雷达反射率因子在中尺度云分辨模式初始化中的应用I1：数值模拟试验刘红亚12徐海明1薛纪善2胡志晋2沈桐立I1南京信息工程大学，南京，2100442中国气象科学研究院，灾害天气国家重点实验室，北京，100081摘要将反演的云微物理量和垂直速度采用“牛顿连续松池逼近”(NUdging)技术应用到GRAPES模式中，对一次梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟。通过设计不同的试验方案，分别对水汽、液态水和垂直速度对NUdging效果以及预报结果的影响进行了考察。研究发现，采用NUdging初始化方法，可使背景场与观测反演资料相协调，实现了模式中对流的热启动，模式预报的开始时刻就产生降水，缩短Spin-up时间

2、。水汽对降水至关重要，对降水的强度和持续时间都有重要影响；云水、雨水和垂直速度决定了初始时刻对流的强弱分布并产生降水；水平风场决定了系统的移动方向，对预报降水的落区有重要影响。模式比较成功地模拟了6h的降水过程，中尺度天气系统的时空特征比较明显，对流中心上升速度最大值约2.0ms,云水含量400hPa以上较大，最大值约1.5gkg,雨水含量500hPa以下较大，最大约3.0gkg,底层辐合高层辐散。反演资料对降水的影响随预报时间的增加而减弱，预报1h之内反演资料有明显影响，3h之后的预报则主要依赖模式自身。鉴于仅使用一部雷达资料的反射率因子资料，雷达资料没有覆盖整个模式区域，天气系统被截断，反

3、演和同化过程还采用了一些经验参数方法等原因，数值模拟结果与雷达观测之间还存在一定的差异，有待于更深入的研究。关键词：雷达，Nudging,邻近预报，云模式，热启动。初稿时间：2006年5月8日；修改稿时间：2007年4月23日。资助课题：国家自然科学基金项目(，)和国家重点基础研究项目(2004CB418304)。作者简介：刘红亚，主要从事气象资料同化方面的研究，E-mai1：APP1ICATIONOFRADARREF1ECTIVITYTOINITIA1IZATIONOFC1OUDRESO1VINGMESOSCA1EMODE1.PARTII:NUMERICA1SIMU1ATIONEXPERIM

4、ENTS1iuHongya1XuHaiming1XueJishan2HuZhijin2ShenTong1i11NanjingUniversityofInformationScience&Techno1ogy,Nanjing2100442StateKey1aboratoryofSevereWeather,ChineseAcademyofMeteoro1ogica1Sciences,Bcijing100081AbstractMicrophysica1variab1esandvertica1ve1ocityretrievedwereincorporatedusingthenudgingmethodi

5、ntotheinitia1dataassimi1ationofGRAPES(G1oba1/Regiona1Assimi1ationandPredictionSystem)mode1ateachtimestepoftheintegrationbyaddinganextratermtotheprognosticequation.Simu1ationexperimentsofatorrentia1raineventwerecarriedoutusingtheDopp1erradarobservationsofHefei,Anhuiprovinceat02:00BST5Ju1y2003andtheGR

6、APESmode1deve1opedbyCAMS.Differentexperimentsweredesignedtoinvestigatetheeffectsofwatervapor,1iquidwaterandvertica1ve1ocityonNudgingandpredictionresu1ts.Someconc1usionsweredrawnasfo11ows:Nudgingtechniquewaseffectiveinforcingthemode1forecastgradua11ytotheobservationinformation,yie1dingthethermodynami

7、ca11yanddynamica11yba1ancedana1ysisfie1d,andcorresponding1y,thespin-upphenomenonofthemode1hasbeentosomeextentremoved.Asviewedfromthesimu1ationresu1ts,watervaporisvita1toprecipitation,andagoverningfactoroftheamountanddurationofprecipitation;theinitia1c1oudwater,rainwaterandvertica1ve1ocitydetermineth

8、estrengthdistributionofconvectionandprecipitationatthebeginningtimeofforecast;thehorizonta1windfie1dsteersthemotionofthemcsosca1eweathersystemembeddedinandimpactsthepositionofprecipitationzonetoa1argeextent.Themode1successfu11yforecastedtheprecipitationprocesswithin6hours,andthedistinctcharacteristi

9、csofthemesosca1eweathersystem,suchastheupdraftve1ocityinthecenterofconvectivestructureisabout2.0ms,themaximumc1oudwatercontentofabout1.5g/kgoccursabovethe1eve1of400hPaandthemaximumrainwatercontentofabout3.0g/kgbe1ow400hPa,andthereisthenotab1econvergenceofairf1owatthe1ow1eve1oftheconvectivestructurea

10、ndthedistinctivedivergenceintheupper1eve1.Thesimu1ationexperimentsshowthattheinf1uenceoftheinitia1retrieva1dataonpredictionisweakeningwiththeincreasingofforecasttime,andwithinthefirsthourofforecast,theretrieva1datahaveanimportantimpactontheevo1utionoftheweathersystem,butitsinf1uencebecomestrivia1aft

11、erthefirst3hours.Hereinon1yoneradarref1ectivitywasused,theradarobservationsdidnotcoverthewho1emode1domain,andsomeempirica1parameterswereusedintheretrieva1method,thereforesomedifferencesti111iesbetweensimu1ationandobservationtocertainextent,furtherstudiesonsevera1aspectsaredemanded.Keywords：Radar,Nudging,Nowcasting,C1oudreso1vingmode1,Hotstart.