收藏本站
《中国气象科学研究院》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

WRF模式对2008年1月我国南方冻雨极端天气过程的数值模拟研究

高洋  
【摘要】:极端天气和气候变化因区域而异,这一区域性特征直接影响人们的生活,因此,对区域极端天气过程及其演变的模拟引起了广泛关注。由于全球气候模式分辨率较低,区域气候模式的应用无疑是重要手段之一。随着WRF模式的发展,新版本的推出,一些新的物理方案的引入、改进,使得WRF具备了对区域气候的模拟能力。本文的重点就是针对2008年1月我国南方发生的雨雪冰冻灾害天气事件进行了更为深入的诊断分析和数值模拟研究。主要分析了导致此次事件中冻雨过程的热力异常及其形成原因;并利用WRF模式针对此次典型极端天气过程进行了模拟分析,从降水、温度、热力结构、水汽输送、以及云微物理结构角度检验了WRF对持续极端天气异常的模拟能力。论文的主要结论总结为以下几点: (1)对导致2008年1月发生在我国南方的雨雪冰冻灾害事件的热力异常及其形成原因进行了深入分析。冻雨受灾的核心区域约为108°E-113°E和25°N -28°N范围,在该区域内2008年1月平均地面气温低于0℃,相对于常年明显偏低4-6℃,这非常有利于冻雨的形成。同时,冻雨的形成还与大气垂直热力结构密切相关,一方面,由于在850hPa至400hPa之间南方暖湿气流的不断输送,使得在850-600hPa之间平均大气温度明显偏暖,平均气温高于0℃,有利于天空中降雨的形成;另一方面,在1000hPa至850hPa之间受北风气流控制,带来了大量冷空气,有利于地面持续低温的维持,导致天空中的降雨到达地面后形成了冻雨。从年际气候异常的角度来看,2008年1月高层表现出异常强劲的南风,温度较常年明显偏高,低层的北风也强于往年,温度较常年偏低,导致了2008年出现了近几十年来少有的雨雪冰冻灾害事件。 (2)选取2008年这次雨雪冰冻灾害事件作为典型个例进行模拟分析,冻雨受灾的核心区域为108°E-113°E和25°N -28°N范围内,当WRF模式选用Morrison微物理方案和Kain-Fritsch积云方案时(下简称试验1),模式能够较为准确的给出雨带随时间的演变特征及降水极值中心的基本位置,但模拟的雨带分布比实际偏北偏西,也比实际降水范围偏大;对于受灾省份的低温区域模拟范围比实际偏小,但是位置模拟准确;模式同样能够较好的模拟出地面温度大致随纬度-时间的分布;从热力结构异常的模拟情况来看,模式模拟的逆温层结构及其温度大于0℃的温度层比实际偏北一个纬度;就水汽输送而言,模式结果与实际较为相似,只是850hPa至700hPa之间,水汽由南向北输送偏多,1000hPa-850hPa之间北风也比实际偏强。 (3)对比分析了其它不同的微物理方案和积云方案对此次雨雪冰冻灾害事件的模拟。另外3个实验分别为,Kain-Fritsch和Ferrier的组合(试验2); New Grell scheme和Morrison组合(试验3); New Grell scheme和Ferrier的组合(试验4)。将试验1-4共四组模拟试验的结果对比研究,分析表明:当微物理方案和积云方案分别为Morrison和Kain-Fritsch时(试验1),无论在降水量,温度,雨带分布,热力结构,水汽输送等方面均优于其他三组试验。进一步针对四组试验,评估了不同微物理方案和积云方案的组合对降水强度的影响,结果表明:四组试验在对强度较大的降水模拟上与实际非常相似,体现了较好的模拟能力,但是在对实际降水强度较小的地区模拟与实际差距较大。 (4)由于此次灾害事件持续时间较长,cloudsat卫星能够提供大量云内部结构信息,通过对比核心区域26°N -29°N,108°E -113°E内云微物理结构进一步检验模式的模拟能力,分析表明:WRF模拟的液水含量比卫星资料范围偏广,高度偏高,然而大部分的冰水含量集中出现的时间范围和高度位置都与实际吻合。 (5)选取2008年1月28日经过重灾区湖南省的某一卫星轨道,将在此轨迹上的模拟结果与实际cloudsat所提供的信息对比分析,WRF模式能够较好的模拟出固态水和液态水含量的空间分布和高度分布。除此之外,更为重要的是,WRF模式能够模拟出逆温结构及其融化层的位置,这样的固态水和液态水含量的位置和模拟出的异常的热力结构都非常有利于冻雨的形成,表明WRF模式在云微物理结构方面已具有较好的模拟能力。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吕宜男;;海流和风暴潮数值模拟及软件问世[J];航海;1990年02期
2 赵志新,徐纪人;盆地地质构造与地震灾害机制数值模拟研究[J];地质学报;2004年04期
3 陈敏,郑永光,王洪庆,陶祖钰;一次强降水过程的中尺度对流系统模拟研究[J];气象学报;2005年03期
4 高大鲁;魏泽勋;华锋;;胶州湾多分潮漫滩数值模拟研究[J];海洋科学进展;2007年02期
5 王海兴;陈熙;潘文霞;;湍流空气射流引射特性的模拟研究[J];工程热物理学报;2008年06期
6 刘臻;史宏达;刘芸;;应用Realizable k-ε湍流模型的振荡水翼绕流数值模拟研究(英文)[J];哈尔滨工程大学学报;2008年06期
7 周筠珺;李哲;瞿婞;假拉;;三维对流云模式对成都一次强对流天气过程的数值模拟研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2011年02期
8 李治勤;徐卫东;高培建;;群潜坝对河道糙率影响的数值模拟研究[J];太原理工大学学报;2011年03期
9 王会军;;大气中CO_2含量增加对中国气候的影响的数值模拟研究[J];中国科学院研究生院学报;1992年04期
10 房文;郑国光;何观芳;;青海秋季对流云降水及催化过程数值模拟研究[J];南京气象学院学报;2005年06期
11 龚春生;姚琪;范成新;吴云海;丰茂武;宫莹;;玄武湖混合流数值模拟研究[J];水动力学研究与进展A辑;2005年06期
12 张徽;王钊;王杰;权国仓;梁煦枫;;青海省马匹寺电厂水源地数值模拟研究[J];地下水;2006年05期
13 唐学远;张占海;孙波;;南极冰盖数值模拟研究进展与展望[J];极地研究;2006年04期
14 王丽娟;;河道拦沙坝对水流影响的数值模拟研究[J];黑龙江水利科技;2007年03期
15 李荫堂;李志勇;方飞;耿永明;;湿地降温增湿效应的数值模拟研究[J];西安交通大学学报;2007年07期
16 万超;凌越;沈志刚;麻树林;;对撞超声速射流场的数值模拟研究[J];中国粉体技术;2007年04期
17 张超凡;石耀霖;;海啸灾害的数值模拟研究[J];中国科学院研究生院学报;2008年03期
18 郭建;张志庆;韦重韬;;柳林矿区煤层气演化史数值模拟研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);2008年01期
19 辛春亮;秦健;刘科种;徐更光;;基于LS-DYNA软件的水下爆炸数值模拟研究[J];弹箭与制导学报;2008年03期
20 严珍珍;张怀;杨长春;石耀霖;;地震激发的地球自由振荡研究综述[J];地球物理学进展;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任兆鹏;张苏平;;下垫面热力作用对黄海春季海雾影响的数值研究[A];中国气象学会2008年年会第二届研究生年会分会场论文集[C];2008年
2 孙源;钟中;章立标;;变性再发展热带气旋Yaji(2006)的数值模拟研究[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
3 陈训来;陈元昭;张蕾;王明洁;谢坤;;热带风暴“天鹅”大暴雨数值模拟研究[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
4 李耀东;秦丽;;北京地区雷暴大风天气气候学分析及数值模拟研究[A];中国气象学会2006年年会“航空气象探测、预报、预警技术进展”分会场论文集[C];2006年
5 余德平;管路平;查树贵;徐颖;;复杂介质地震波场的数值模拟研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
6 严珍珍;张怀;杨长春;石耀霖;;汶川大地震地震波传播的谱元法数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
7 易淑群;张明辉;颜开;;模型入水初期弹道数值模拟研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
8 刘艾明;刘学炎;熊鳌魁;;二维不同溃坝方式的数值模拟[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
9 叶勇;孙开锋;董良国;;溶洞反射特征的数值模拟研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
10 缪国军;;利用WRF对兰州冬季大气边界层的数值模拟[A];平安浙江气象保障学术论坛论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 喻彦 通讯员 高安生;云南WRF模式预报系统投入运行[N];中国气象报;2010年
2 通讯员 雷蕾;克拉玛依WRF模式预报系统投入试运行[N];中国气象报;2011年
3 王鸿霞;机械停车库消防性能化设计填补国内空白[N];中国建设报;2008年
4 黄新波;石勘院安哥拉项目顺利通过验收[N];中国石化报;2009年
5 宋海芝;油藏数值模拟技术“走进”胜利油田[N];中国矿业报;2008年
6 刘志俊 记者 袁英;实现阶段创效434万元[N];盘锦日报;2006年
7 林长城;福建首次研究酸雨排放状况与减排潜力[N];中国气象报;2008年
8 记者 栗清振;我国能源矿产战略调查获重大突破[N];中国石油报;2005年
9 林琳 通讯员 薛建军;专题发布春运气象信息[N];中国气象报;2007年
10 张延颖;葛泉矿破解国内罕见56°长壁工作面开采难题[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朴香花;大连湾海域氨氮、磷酸盐及藻类生长的数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
2 赵治国;燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
3 孙茂盛;泡沫流体冲砂洗井数值模拟研究及应用[D];中国石油大学;2007年
4 唐军;近岸波浪场的缓坡模型数值模拟及波流场中污染物输运的研究[D];大连理工大学;2005年
5 刘洁;天山上地幔对流与造山运动数值模拟[D];中国地震局地质研究所;2006年
6 赵云鹏;深水重力式网箱水动力特性数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
7 赵铮;颗粒增强铜基复合材料的爆炸压实和数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
8 张敦福;无网格GALERKIN方法及裂纹扩展数值模拟研究[D];山东大学;2007年
9 曾刚;海表温度异常对东亚夏季风年代际变化影响的数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2008年
10 王靖宇;轻型客车的气动特性分析与造型优化研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高洋;WRF模式对2008年1月我国南方冻雨极端天气过程的数值模拟研究[D];中国气象科学研究院;2011年
2 彪仿俊;建筑物表面风荷载的数值模拟研究[D];浙江大学;2005年
3 张观瑞;老采空区建筑地基稳定性分析的数值模拟研究[D];太原理工大学;2005年
4 颜克辉;薄壁塑件注塑成型特性的试验与数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
5 张晨;引黄济津水质数值模拟研究[D];天津大学;2005年
6 谢元峰;基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
7 周勇;锅炉结渣过程数值模拟研究和燃烧优化设计[D];清华大学;2005年
8 龚然;给水处理厂平流式沉淀池的数值模拟研究[D];河海大学;2006年
9 袁有录;镁合金及镁合金半固态流变压铸充型凝固过程数值模拟[D];南昌大学;2006年
10 李继光;高速铁路用空心车轴径向锻造工艺的模拟研究[D];太原科技大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978