不同积云对流参数化方案对“7·21”北京特大暴雨模拟的影响

针对2012年7月21—22日北京特大暴雨过程,比较WRF V3.5.1版本中KF、BMJ、GD、SAS四种积云对流参数化方案对降水的模拟效果,研究对流激发在时空分布上的特征以及预报降水量的影响因子。结果表明,KF方案整体效果较好,BMJ方案夸大了强降水区的范围和强度,GD和SAS方案模拟效果较差。各方案在初始对流激发的状态和时间上存在差异,使得演变过程显著不同。总体上,KF方案很好地模拟了对流的触发,在发生强降水时段,上升运动强,水汽条件充足。同时,KF和BMJ方案模拟的深对流区域降水效率高,SAS方案基本均为层云区域,无法模拟出强降水中心。

不同云微物理方案对“7.21”特大暴雨模拟的对比试验

利用中尺度数值模式WRF v3.5.1中的17种不同云微物理过程参数化方案,对2012年7月21—22日北京特大暴雨过程进行了对比试验。模拟结果表明:不同云微物理方案对不同量级降水的模拟效果各有优势。NSSL 1-momlfo方案对中雨和大暴雨两个等级降水的模拟效果最好,降水中心值最接近实况;Eta(Ferrier)和Kessler方案分别对大雨和暴雨等级降水的模拟效果最好。总体上,能够较好地模拟出本次特大暴雨过程的方案依次为:NSSL 1-mom、NSSL 1-momlfo和Milbrandt 2-mom方案,而WDM6方案的模拟效果最差。云中水成物演变特征表明,模拟较好的方案中液态水、云冰和霰的含量较多,且随时间演变与地面降水强度的变化相一致。另外,模拟较好的方案中冰相粒子多,过冷水的范围大、含量高,有利于各相态粒子相互转化,促进冰相过程发展,致使降水量增多。

上海地区三类主要暴雨天气的云微物理和边界层敏感性模拟研究

利用中国气象局上海台风所的WARMS高分辨率区域模式研究了上海地区三类主要的暴雨天气(准静止锋雨带型、副高边缘强对流型以及暖区雷暴型)对云微物理和边界层过程的敏感性.结果表明,不同云微物理和边界层参数化方案的组合对强降水中心的位置和强度影响较大,但是对主要雨带及走向影响不大.准静止锋雨带型采用Thompson方案模拟的整体降水量更多,WSM6方案模拟的强降水相关性更好,评分更高;副高边缘强对流型中WSM6-MYJ组合激发上海本地对流的效果更明显,但整个雨带来看Thompson方案更有优势;暖区雷暴型中WSM6-MYJ组合优势明显.总体上,Thompson-YSU组合能够模拟出准静止锋雨带型暴雨中丰富的液水含量和冰相粒子,以及较强的整层抬升作用;WSM6-MYJ组合则在副高边缘强对流型和暖区雷暴型这类型暴雨中刻画了较明显的强对流结构,使得地面降水更为强盛.