中尺度天气系统的数值模拟和多普勒雷达风场反演研究

【摘要】：中尺度数值模式WRF有助于模拟中小尺度天气系统的结构并预测其生消演变,多普勒雷达资料的高时空分辨率能够提供对中小尺度天气系统的实时监测信息,它们二者都有助于深入剖析中小尺度系统的发生发展规律。在临近预报方面,数值预报结果为雷达资料预测系统的移动发展提供了背景信息,同时多普勒雷达的风场可以验证中尺度数值模式结果的正确与否。结合中尺度数值模式WRF和多普勒雷达风场各自的优势进行对比分析,在理论和实践上都具有重要意义。 本文针对单多普勒雷达风场反演的各种方法,对其中的三种方法,即VAP、VPP、SVVP风场反演方法进行了对比,并通过多种模拟风场对其进行检验和分析,并利用暴雪和台风暴雨等强对流天气进行了实例反演和对比分析,发现SVVP无论在均匀风场还是非均匀风场都有较好的适应性。 通过中尺度数值模式对两次台风登陆的模拟以及SVVP方法对台风登陆时刻的雷达风场反演,发现： 1、中尺度数值模式能够较好地模拟出台风登陆过程,及台风暴雨发生发展的物理机制； 2、SVVP方法对台风登陆期间的风场也有较好的反演,不仅可以反演出中尺度的涡旋结构,更加能反应出小尺度的风向、风速的切变； 3、通过对两者对比分析发现WRF对模拟台风的登陆位置时间稍有偏差,但是对于路径及降水量预测有较好的指示作用,SVVP方法反演出的风向、风速大致和WRF相符。