三维非静力中-β尺度动力学预报模式的应用Ⅰ:数值模式介绍

建立一个三维非静力中－β尺度动力学预报模式，模拟地形的动力和热力作用所产生的大气现象。模式包含以下功能；放弃静力近似的假设；垂直方向采用地形跟随坐标，以表现实际地形的动力和热力作用；用较细的网格以提高空间分辨率和精度；通过他表能量平衡方程计算，反映地表的热力作用。其中太阳辐射吸收考虑了地形的波向作用，他表潜热和水汽通量考虑了植被作用；闭合方案采用O’srten的K（z）闭合方案。

三维非静力二阶闭合PBL模式的初步研究

采用二阶距湍流闭合方案,建立了一个复杂地形下的三维非静力边界层预报模式。通过该模式,细致地模拟了北京地区的风、温时空变化和湍流场变化。结合地面、探空和气象塔的实测资料,进一步研究了该方案在三维空间上对平均场和湍流场的预报模拟效能。结果表明该模式能较好地进行平均量和湍流量的模拟和预报。

非静力模式中三维网格的计算特性

在线性斜压非静力滞弹性方程组的基础上,从频率和群速方面讨论了10种三维网格的计算频散性,结果表明三维网格EL CP、C CP与Z LZ计算频散性能较好.从而为非静力原始方程大气模式选取三维网格提供指导.

北京地区中尺度非静力数值预报产品释用技术研究

在国家气象中心与北京市气象局联合开发的“北京地区中尺度数值预报业务系统”基础上 ,充分利用高分辨率中尺度数值预报产品和地面加密气象观测资料 ,分别使用统计和动力释用方法进行局地温度、风和北京市区空气污染状况的预报。试预报结果表明 ,用卡尔曼滤波方法建立的温度和风的预报效果高于中尺度数值预报直接输出结果 ;使用中尺度数值预报结果作为一个简单的污染预报动力模式的气象背景场 ,进行了污染预报试验 ,结果表明该预报方法具有一定的预报能力 ,其中SO2 、NO2 、CO浓度的预报准确率在夏、秋、冬三季中均可达到 6 5 %以上。

海岸边界层模式中闭合方案的模拟分析

本文建立一个三维非静力边界层模式对杭州湾附近复杂地形域区进行了数值模拟。模式采用常用的能量闭合和一种新的非局地反梯度闭合方案，结合实测资料，以验证不同闭合方案模拟实际大气的能力，进一步分析三维边界层模式的效能。结果表明，两种闭合方案都能较好地模拟海陆环流及温度场，而反梯度闭合比能量闭合更能细致、敏感的模拟湍流场随地形的变化，且模拟结果与实测更接近。

广西对流尺度数值天气预报模式系统建设与效益评估

广西现运行的对流尺度数值天气预报模式系统基于华南短临预报模式CMA-GD(R1)经本地化开发建立。介绍了该模式系统所采用的新技术:包括三维静力参考大气、迭代式SISL方案、多进程并行I/O、并行Nudging同化等,分析了业务运行情况及模式预报初步检验结果。应用实践证明,模式系统可以高效稳定运行,提供了逐12min更新、预报时效为6h的模式预报产品,为强天气短时临近预报提供参考。

中国内陆高原雷暴云底部正电荷区的形成机制

为了进一步了解中国内陆高原雷暴的特殊性,基于以往高原雷暴存在范围深厚的底部正电荷区的观测及模拟事实,利用三维完全可压缩非静力(WRF)模式对2017年6月20日一次内陆高原雷暴过程进行模拟,分析高原雷暴成熟阶段的底部正电荷结构特征;并从微物理和动力角度对其形成机制进行讨论。模拟结果表明,内陆高原地区雷暴云成熟阶段主要呈倾斜的三级性电荷结构;其中底部正电荷区的范围和电荷密度均较大。底部正电荷区主要是由霰和冰雹等固态大粒子与冰晶、雪晶等固态小粒子非感应碰撞起电携带的正电荷以及霰粒子与云滴之间的感应碰撞起电携带正电荷组成;此外霰粒子与雹粒子降落过程中融化成携带正电荷的雨滴也对深厚的底部正电荷区存在一定的作用。