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MM5模式山西本地化研究

朱煜  
【摘要】:数值模式在国内外都有较为广泛的应用,很多气象工作者对它进行了本地化、自动化、高效化的研究,并取得了一些成果,这对于模式的改进以及天气预报能力的提高有着积极的影响。 目前,第五代中尺度模式(MM5)在我国获得了广泛应用。它适用于不同的初值场,并提供了许多供选择的物理过程和处理方案。但其默认设置主要是根据美国的情况进行的,不一定完全适用于我国。国内外大量的模拟试验证明,MM5模式物理过程和处理方案的选择在不同地区不同地表覆盖上存在比较大的差异。因而,选择适合当地的物理参数及初始环境对提高模式预报能力具有重要意义。模式预报能力取决于模式本身以及初始场的质量,如何有效的将多种观测资料融入数值模式形成准确的初始场,就成为了提高数值模式预报准确率的关键。数值模式只有与现有的业务系统相结合才能发挥其最佳效果,因此,模式预报结果与现有业务系统之间的格式转换也至关重要。本设计立足MM5本地化研究,主要完成以下工作: 1.设计了MM5模式下地表覆盖替换的程序。该程序运行于linux平台下,可以完成Modis(中分辨率成像光谱仪)反演的地表数据到模式原有地表数据的替换。除此之外,还能够完成指定区域内的地表类型的替换与设置,例如只替换朔州市地表类型或者将太原地区地表类型设置为城区或草原,这样有助于研究地表类型对天气气候的影响。 2.设计程序将MM5模式的输出转换成MICAPS格式,方便查看及使用。该程序运行在linux平台下,能够将MM5输出中的温度、降水等要素转换成第三类micaps格式,预报员能够通过micaps系统直观、精确的查看MM5模式预报结果,为其制作天气预报提供参考。 3.设计程序将探空观测资料、地面报资料、自动站资料同化进入模式,形成预报初始场。丰富了初始场的内容,为提高模式预报准确率创造了有利的条件。 4.设计了MM5预报结果的评分程序。该程序运行于windows平台下,能够将模式预报结果录入数据库,并与天气实况数据进行对比与统计。 本论文通过对2011年间MM5模式用不同地表数据生成的预报结果与实况数据的对比分析。结果表明:MM5模式山西本地化后,预报的准确率有了进一步的提升,其中,降水预报的空报次数明显减少;降水预报和温度预报在0~48小时的准确率都较原先有了较大提高。这证明了我们的方案是可行有效的,且模式的本地化对模式预报有着积极的影响,尤其是对降水预报影响较大。


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