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《南京信息工程大学》 2011年
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飑线过程的集合预报初始扰动准则的制定及研究

王孝慈  
【摘要】:中、小尺度系统的热、动力机制千差万别,如何针对不同的系统设计不同的集合预报方案自然成为一个需要考虑的问题。本文基于WRF模式,从初始扰动的角度出发,选择一类中尺度过程——飑线,对其进行集合预报的初始扰动方案研究。寻求适合我国飑线过程的初始扰动加扰准则。主要研究工作及主要研究结论如下: (1)通过变量误差场的分析可以看出,时序权重法认为的滞后距离越远误差越大是不合理的。3组试验中以均方根误差作为尺度化因子的选取依据比以时序权重方法来制定尺度化因子的结果更为理想。以RMSE来制定尺度化因子不仅能提高成员间的离散度,还能降低各变量的均方根误差。从降水的结果来分析,改进的SLAF方案对降水的预报效果(特别是对降水中心位置的预报)改善很大。 (2)如何选取扰动变量是集合预报的关键。在对风场、位温场、水汽场分别进行扰动和同时进行扰动的集合预报试验中,发现并不是加扰变量越多预报效果就越好。不同的系统,扰动变量的选取也有所不同。 (3)强对流天气的类型、发展很大程度上取决于其所处环境尺度的大小。各种不稳定度参数从不同侧面反映环境特性,热力不稳定度和能量参数主要反映大气的热力结构状况及与其相关的对流潜在的可能性和强度;动力不稳定度参数反映大气的动力环境是否有利于强对流的发生及环境场对系统类型的可能影响。因此,从热、动力不稳定度的角度出发来寻找飑线扰动依据是可行的。 (4)当低层(850hPa以下)的位温与CAPE的相关系数大于0.5,边界层到高空6km处的风速切变呈线性增长,风切变值大于2×10-3s-1,且粗理查森数小于20时,适合对这类飑线的位温场进行扰动;相反的,当飑线过程的位温与CAPE的相关系数小于0.5,边界层到高空6km处的风速切变呈非线性增长,且风切变值小于2×10-3s-1,BRN数大于20,风速变率较大时,对位温扰动的集合预报效果不再明显。依据此准则,随机选取了2次飑线过程进行检验,发现无论从误差分析,地面累积降水,还是成员的发散度方面来考虑,其预报效果均好于随机选取扰动变量进行集合预报。
【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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【参考文献】
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【共引文献】
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