暴雨模擬中積云對流參數(shù)化方案的對比試驗.pdf

1、暴雨是影響我國的重大災(zāi)害性天氣之一，容易引發(fā)山洪、滑坡、泥石流，給我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，因此做好暴雨預(yù)警、預(yù)報對于保證國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。而湖南河湖密布，山脈縱橫，各河流、山脈、丘陵與大小不同的盆地，錯落分布于其中，地形復(fù)雜多樣，因此研究這里的暴雨，對于探討中、小尺度暴雨在不同下邊界條件下的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律以及地形對暴雨的影響，具有重要的意義。 長期以來，暴雨的診斷分析與預(yù)報一直是天氣分析預(yù)報的難點，

2、尤其是在業(yè)務(wù)預(yù)報中，很難把握暴雨發(fā)生和持續(xù)的時間、落區(qū)以及降水強(qiáng)度，解決這個問題的一個有效途徑就是發(fā)展和完善中尺度數(shù)值預(yù)報模式。而積云對流參數(shù)化方案的選取一直是降水?dāng)?shù)值預(yù)報的關(guān)鍵。 本文選取發(fā)生在湖南的三次暴雨過程，采用WRFV2.1.2中尺度數(shù)值預(yù)報模式，選用20 km的模式分辨率，對該模式中各積云對流參數(shù)化方案與微物理方案匹配，進(jìn)行了二組試驗，第一組試驗未采用網(wǎng)格嵌套技術(shù)，第二組試驗采用網(wǎng)格嵌套技術(shù)，分別進(jìn)行了12、24、4

3、8小時的數(shù)值模擬，對比分析了不同模擬時效各方案模擬結(jié)果的ETS、POD、FAR的差異；及選取24小時模擬結(jié)果中ETS得分最高的微物理方案，診斷分析了三種積云對流參數(shù)化方案與其匹配時模擬的物理量差異，探討造成三種積云對流方案模擬降水差異的原因，得到了一些有價值的結(jié)論。 對于12小時的暴雨模擬，采用網(wǎng)格嵌套技術(shù)，對模擬降水的ETS、POD、FAR沒有明顯改善，而隨著模擬時效的延長，采用網(wǎng)格嵌套技術(shù)較優(yōu)；且模擬降水的ETS、POD隨模

4、擬時效延長逐漸降低，F(xiàn)AR逐步升高：對于同一模擬時效，盡管不同微物理方案對模擬降水有明顯影響，但影響最大的是積云對流參數(shù)化方案。 就積云對流方案而言，在12小時的模擬中，BMJ方案優(yōu)于KF、GD方案，而在更長時效的模擬中，KF方案逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢：KF方案模擬的強(qiáng)降水位置、強(qiáng)度跟實況比較接近，BMJ方案模擬的強(qiáng)降水范圍偏大、強(qiáng)度偏強(qiáng)；但在暴雨區(qū)的南側(cè)，上述兩種方案都不同程度地存在著虛假暴雨中心：GD方案模擬的強(qiáng)降水范圍、強(qiáng)度偏小。