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《南京信息工程大学》 2011年
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基于下垫面条件扰动的中尺度集合预报研究

赵虹  
【摘要】:考虑到中尺度数值预报过程中,地形高度和地表温、湿物理特征等下垫面条件的不确定性及其在中尺度数值预报尤其暴雨预报研究中的重要性,基于集合预报初始扰动的思想,对模式中地形高度和土壤温湿等下垫面条件进行加扰,利用WRF模式对2007年7月8日-9日发生在江淮流域的一次暴雨过程进行了下垫面条件扰动的集合预报研究,主要的结论有: (1)地形敏感性试验结果表明此次降水过程中,大别山、洪桐山地形能够明显地影响降水带的范围、降水中心和最大降水量。针对初始地形资料的不准确性,以及插值和平滑算法带来的地形误差构造的两种地形扰动方案其集合平均模拟结果对各个降水中心位置、范围和量级都较控制试验有了明显改进,对大雨和暴雨的概率预报结果也较好,但后者集合预报方案能够更为明显的提高高概率的降水事件预报的准确性;从成员的发散程度上来看,后者也较前者更能够抓住地形高度在模式中的误差分布,但是两组集合预报方案发散度都偏小。 (2)陆面要素加扰后,集合平均降水改善了鄂、皖、豫三省交界处降水带的预报效果;无论是土壤温、湿还是大气常规物理量场,集合平均的均方根误差(RMSE)都较控制试验误差有所减小;地表扰动的初步结果表明,地表扰动后对大气要素有明显的反馈,可以改变大气要素和模式预报结果,使得环流形势、降水分布和范围有明显变化。 (3)地形、陆面要素同时加扰后进行试验发现,地形加扰主要影响降水误差的分布形势,而给土壤温、湿加扰和改变地形插值方法则主要影响着降水误差中心的范围和大小,误差中心的范围和大小随扰动振幅的增大而增大;U10、V10、T2的离散度大小受扰动振幅影响较大;集合平均有效地纠正了控制预报偏差评分的不足,对大雨、暴雨级别降水预报的能力较高,但对于大暴雨级别降水的预报准确率还较低。 (4)地形加扰、陆面要素加扰及地形、陆面要素同时加扰三种集合扰动方案相比,其平均总能量(DTE)都随时间稳步增长,但是地形加扰对预报误差的产生贡献更为显著;地形、陆面要素同时加扰的效果要较只对单一要素加扰的预报性能有明显的优势,其概率预报对降水中心的位置和雨带落区分布的总体特征的都有较好的描述。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P456.7

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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