Babin模式特征分析及应用

讨论了气象条件对Babin模式的影响,对比分析了Babin模式模拟结果与典型的P-J模式模拟结果,前者一般小于后者;还计算了南海海区的蒸发波导高度,平均结果与现有文献上的此海区统计结果基本一致,这为Babin模式用于研究蒸发波导气候变化提供了基础。

蒸发波导诊断的Babin模型及其敏感性分析

Babin模型是目前理论上很先进的一种蒸发波导诊断模型,为提高该模型的使用效果,对该模型进行了理论推导,并仿真分析了模型对输入参数的敏感性。研究结果表明:不稳定层结条件下,模型对相对湿度最敏感,而稳定和中性层结条件下,模型对海表温度最敏感,而大气压力的扰动对该模型诊断结果几乎没有什么影响。在利用海表面测量参数诊断蒸发波导时,应选用精度较高的相对湿度和海表温度传感器。

蒸发波导诊断模式敏感性分析

研究蒸发波导特征量对边界层气象水文要素的敏感性对于评估目前蒸发波导观测设备的精度指标和利用海气耦合数值预报模式预报蒸发波导特征参数的可行性研究具有重要的参考价值。本文介绍了Paulus-Jeske模式(P-J模式)和Babin模式确定蒸发波导高度的方法,并利用P-J模式和Babin模式诊断分析了不同的输入参数对于模式敏感性的影响。结果表明:在稳定层结条件下,Babin模式对于气温的扰动最敏感,P-J模式对于相对湿度的扰动最敏感;在不稳定层结条件下,Babin模式对于海表温度的扰动最敏感。P-J模式对于相对湿度的扰动最敏感。总之,Babin模式对于气象水文要素扰动的敏感性比P-J模式的大。

4种蒸发波导模型的对比与分析

蒸发波导模型常用来计算海上蒸发波导高度。为了认识当前不同蒸发波导模型之间的差异和方法,本文选取了目前使用广泛的4种蒸发波导模型(即P-J模型、Babin模型、NPS模型和伪折射率模型)进行对比和分析。本文首先探讨了在理想情况下它们对气象要素的敏感性,随后并利用我国南海近海大气层观测试验数据对比了这4种模型的蒸发波导高度计算结果。分析表明:相对湿度、风速和气—海温差的变化对4种模型的计算都有着较大的影响,特别是在不稳定层结状况下,4种模型计算得到的蒸发波导高度都随着相对湿度的增大而降低、随着风速的增大而增高。Babin模型和NPS模型计算的波导高度较为一致,伪折射率模型与前两种模型的计算结果存在差异,而P-J模型与其他3种模型存在较明显的偏差。基于南海气象数据的计算结果表明,不同蒸发波导模型在该海域蒸发波导的模拟结果略有不同,但4种模型计算得到的波导高度日变化变化趋势较为一致,波导高度极低值常出现在早晨,而极高值常出现在傍晚。

一种蒸发波导的集合诊断方法及其数值预报应用

基于Babin模型并分析了海上蒸发波导对气象输入参数的敏感性,引入数值天气预报中集合预报的思路,提出了一种新的蒸发波导诊断方法——集合诊断方法(Babin_Ens法).运用它对中国近海4个岛屿站点的实测数据进行了波导诊断结果的对比验证,发现:与Babin模型(Babin法)相比,Babin_Ens法使波导高度与强度偏差的平均改进率分别达到了23.49%与19.29%.进一步尝试运用Babin_Ens法对WRF (Weather Research and Forecasting)模式的预报信息进行了蒸发波导的数值预报,波导高度与强度预报偏差的平均改进率分别提高了14.01%和16.92%.研究表明,集合诊断可以显著地提高波导信息的诊断准确度,是一种改进蒸发波导诊断准确度的可行途径.