不同积云对流参数化方案模拟华南降水的研究

【摘要】： 积云对流参数化问题是解决模式预报降水准确率的关键问题，本文在对2005年6月18-25日华南出现的大范围持续性暴雨天气过程进行详细分析的基础上，用GRAPES模式中的不同积云对流参数化方案模拟此次降水过程，以深入分析各参数化方案的特点、描述对流的能力以及方案的适用性。 此次降雨的发生是大尺度环流背景和中尺度系统综合作用的结果：孟加拉湾、中南半岛至南海一带西南季风强盛，为广东上空带来了源源不断的水汽，850hPa切变线在江南南部和华南北部之间维持、500hPa南支槽在广东西部和广西上空长时间存在是这次暴雨过程得以持续的重要原因，同时还发现地面中尺度切变线位置与强降水落区相当吻合。 三个参数化方案21日24小时降水模拟结果显示，总体上雨带与实况接近，但中尺度暴雨中心存在不同。各方案初始对流激发的状态及演变存在显著差异，并与各自24小时模拟降水的分布和雨量紧密相关；同时预报对流激发的时间也不同。综合来看，SAS方案能较好的模拟对流的触发，但不足的是激发的降水在实况出现小雨和大雨的时段没有太大的区别。针对各方案对一个实况站点的模拟降水量偏小的情况，用KFETA方案的模拟结果进行细致分析，发现对流层中层垂直速度偏小是导致模式预报降水偏小的原因之一。 参数化方案的设计和选取的参数应根据所用模式和分辨率或者其他条件做相应的调整，垂直速度对ICFETA方案的模拟结果影响较大，对流调整时间对BMJ方案的结果有影响，SAS方案中降水转化率通过影响下沉下流的作用大小影响模式预报结果，调整这些参数能够改善模式的预报效果。 在模式中加入一个新的对流参数化方案——Orell-Devenyi方案，并用它做24小时降雨模拟，结果表明这个融合集合预报与资料同化技术的方案模拟出的降水结果与实际更加接近，预报效果较好。