中尺度数值模式MM5的四维变分资料同化系统

应用伴随方法求解以数值预报方程作为约束条件的四维变分资料同化方案 ,关键问题是如何构造伴随模式。以中尺度数值模式 MM5为例 ,讨论了如何用伴随码技术建立 MM5伴随模式 ,以及伴随模式系统中权重、尺度因子的选取 ;最后对 MM5伴随模式系统进行了梯度检验 ,并利用实际资料进行四维变分资料同化试验。试验表明该系统有较强的同化能力 ,能够提高 MM5降水预报的准确性。

中尺度数值模式MM5V2评介

由于中尺度数值模式 MM5 V2本身的进步和目前能提供给中尺度数值模式的资料越来越多 ,使中尺度数值模式系统在灾害性天气的预报方面成为一个重要的手段。从 MM5 V2的两大部分 ,模式初始化和预报模式出发 ,全面分析和总结中尺度数值模式的特点 ,并对中尺度数值模式未来发展做一些有益的探讨。

新一代Penn State／NCAR中尺度数值模式MM5

新一代ＰｅｎｎＳｔａｔｅ／ＮＣＡＲ中尺度数值模式ＭＭ５王鹏云（中国气象科学研究院）美国宾州大学（ＰｅｎｎＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）和国家大气研究中心（ＮＣＡＲ），从七十年代中期起研制的ＰｅｎｎＳｔａｔｅ／ＮＣＡＲ中尺度数值模式ＭＭ４（早期为ＭＭ...

中尺度数值预报模式(MM5)在海面风场预报中的应用

本文简要介绍了在工作站上运行有限区域海面风场数值预报业务化系统的情况。该系统以MM5V3作为主要框架,选定了积云对流和边界层参数化方案,准备了三种侧边界方案,以确保有限区域海面风场数值预报业务化的运行。半年多的准业务运行表明,系统运行稳定,海面风场预报效果较好,除能直接给有关业务单位参考外,还提供给有关海洋数值预报模式使用。

中尺度数值天气预报模式MM5分布式并行计算

中尺度数值预报模式是进行中尺度天气预报的有效手段。中尺度模式MM5是国际上应用最广泛的中尺度预报模式之一。数值天气预报的巨大计算量和实效性要求必须通过高性能分布式并行计算来实现。分析了MM5串行算法的特点,研究了其并行算法的实现,讨论了算法的一些改进,给出了MM5模式在分布式并行巨型计算机上的测试结果。

网格技术在中尺度数值天气预报MM5模式中的应用

以中尺度数值天气预报MM5在网格环境下运行为例,分析了基于网格计算的应用系统在资源共享方面的应用.介绍了中尺度数值预报模式的差分近似算法,并以基于网格计算的中尺度数值天气预报MM5为例,给出了在网格环境下的实验流程和结果.实验表明,使用Globus技术使得原本只能在集群或小型机上运行的科学计算程序能够在普通PC上运行起来,并且随着加入网格机器的增多,可以提高运行速度和吞吐量.

中尺度数值模式(MM5V3)在沈阳区域气象中心的试用

简单介绍了沈阳区域气象中心在微机上调试和试用中尺度数值模式 MM5 V3的情况 ,MM5 V3在前、后处理上使用 Fortran 90编程 ,与 MM5 V2有一定差别。利用T1 0 6 L1 9资料和常规探空报形成经、纬网格的初值预处理场和侧边界 ,代入模式前处理系统中。模式运行完毕后 ,预报产品直接进入 MICAPS、Vis5 d、Grads系统 ,进行图形显示。在 2 0 0 0年汛期试用中发现 ,MM5 V3对东北地区的强降水过程有一定的预报能力。预报评分表明 ,MM5 V3的降水预报结果和 MM5 V2互有优劣 ,总体来看 ,MM5 V3的预报质量略高于 MM5

中尺度大气模式MM5简介

本文介绍了中尺度非静力大气模式 MM5 的动力框架、模式物理过程计算和参数化方法以及模式系统流程。

基于中尺度模式MM5下的海洋蒸发波导预报研究

蒸发波导是发生在海气边界层的一种异常折射现象,由于其分布范围广、发生概率大,被认为是对海上电子设备影响最为显著的波导类型,成为各国海军竞相研究的焦点。然而由于其形成机制复杂,且在近岸沿海地区由于海陆分布不均,以及海岸地形和海陆风等因素的作用,会造成蒸发波导的近岸效应,这种效应会影响蒸发波导高度诊断的准确率。目前国内外蒸发波导诊断模式有P-J模式、MGB模式、NPS模式、Babin模式等,但其基本原理都是依赖Monin-Obukhov相似理论,只是用于确定近地层通量和特征尺度的方法不同,且仅适用于定常和水平均匀的开阔海域,并没有考虑到蒸发波导的近岸效应。针对这一问题,文中在Babin模式的基础上引入张强、胡隐樵的通量廓线关系(非线性修正因子αv)与阵性风速wg,从而将蒸发波导诊断模式的适用范围扩展到近岸沿海地区和甚低风速条件下。此外在中尺度模式MM5的基础上,耦合改进的Babin模式,发展建立了一个海洋蒸发波导高度预报模式,并对预报模式进行数值模拟,利用2002年5月25—26日福建平潭岛的海上大气实测数据与雷达探测结果对预报模式输出结果进行了验证。验证结果表明:在0—48小时内模式输出值与实测值拟和较好且变化规律一致,预报蒸发波导高度平均误差为0.193;且蒸发波导高度预报结果与雷达实际探测结果一致。

用于极地的中尺度大气模式Polar MM5的改进和检验

介绍了一个用于极地研究的中尺度大气模式———Polar MM5,阐述了该模式区别于标准的中尺度大气模式MM5的动力学和物理特征。利用Polar MM5获得了10 d的模拟结果表明,Polar MM5能较好地模拟高纬度地区近地面气象变量特征,尤其是对近地面温度和水汽混合比可得到高精度模拟结果,证实了在高纬度地区对标准MM5所进行的物理参数化方案的改进是切实有效的。

中尺度模式MM5在山西预报业务中的应用

介绍了山西省气象台在微机上调试和试用中尺度数值模式MM5V3的情况,包括模式的特点,运行状况,以及对2002年汛期降水个例的预报检验,并对6月和9月的降水预报分量级评分,分析模式预报优劣。

MM5中尺度预报模式利用不同初始场模拟黄淮气旋结果的集成

选取三个黄淮气旋个例,分别以NCEP和T213客观分析场作为初始场,利用MM5模式对这些个例进行了模拟。将两种初始场模拟的黄淮气旋中心位置、中心强度和黄淮气旋前一时刻的实况位置作为输入,构建用于预测气旋中心位置和中心强度的人工智能神经元网络。发现:使用人工智能神经元网络可以较好地集成不同初始场下MM5模拟的黄淮气旋中心位置和强度,提高模式预报精度。

MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟

采用中尺度数值模式MM5,嵌套北京大学和中国科学院人工影响天气所改进后的云微物理过程方案,对2016年4月1—2日发生在内蒙古的降水过程进行模拟与验证,将MM5模式的预报产品与实况资料进行对比发现,MM5模式对内蒙古的天气过程具有一定的预报能力。模拟结果表明:针对受高空低槽影响的内蒙古东部地区的降水过程,综合云和降水预报产品的云系发展演变特征、云系宏观特征、云垂直结构和性质、降水场检验分析,模式较好地预报出了此次降水过程。在云系的发展演变、移动路径、云系垂直结构、降水落区和雨量等方面的预报效果较好,而对内蒙古东部地区云系性质、云系覆盖范围、降水范围与观测结果还有一定差距。其中可降水量的预报能够把握住可降水量的大值区和高值中心等;云水含量和冰晶浓度的预报能给出不同高度层上不同位置上的变化情况;云场的预报所涉及的云的范围、边界形状和趋势预报均同实际情况相符,说明模式对云的预报是可信的;降水的预报与实际情况十分吻合,降水的落区、降水的等级以及降水预报的准确率等均能较好地反映出实际的情况。因此MM5模式用于内蒙古地区的降水预报是可行的,但本文中MM5模式对降水的模拟结果与实况相比仍然偏大,其原因可能与模式的初始场和边界条件的处理有关,以及与所用资料的精度也是有一定联系。

MM5中尺度模式及其微物理过程

按照模块功能,介绍了MM5中尺度模式中各个子模块的主要作用,描述了模式中微物理过程的对流参数化方案和显式方案,为模式在研究和预报应用提供参考。

第五代PSU/NCAR中尺度模式系统(MM5)介绍V:预报模式(MM5模块)

文章对MM 5预报模块的结构 ,原理及主要功能作了较为详尽的介绍。为了考察模式对暴雨过程的预报能力 ,以 1996年 8月河北特大暴雨为例进行数值试验。试验结果表明 :MM 5模式可以正确地模拟这次大暴雨的直接影响系统及其环流背景形势的演变和发展 ,其暴雨中心的强度和落区与实际比较接近。

中尺度数值预报模式MM_2和MM_4试验结果的对比分析

从１９９１年汛期开始，我们先后引进了中尺度数值模式ＭＭ２和ＭＭ４，并连续三年进行了定量降水预报试验。经对两模式试验结果的检验和对比分析表明，对大雨和暴雨这类灾害性天气，ＭＭ４的预报效果明显优于ＭＭ４。

用MM5模式Reisner霰方案对华南暴雨的数值模拟

利用MM 5中尺度数值模式对 1998年 6月 8～ 9日华南暴雨进行了模拟 ,用Reisner霰方案模拟了可分辨尺度降水 ,详细分析了暴雨的微物理过程。结果表明 ,Reisner霰方案对华南暴雨具有较好的模拟能力。在降水最大时段 ,霰和云水是形成雨水的主要来源 。

一种融合卫星反演水汽资料的方法在中尺度数值模式中的应用和数值试验个例

本文探讨了一种将卫星反演的水汽资料计入 MM5中尺度模式的方法 ,并对长江流域暴雨实例进行了模拟试验。在工作中 ,分别比较了将 T6 3同化资料、常规探测资料及卫星与常规资料融合的水汽初场加入到模式 ,做几种不同初场的 12小时降水预报 (每 6小时输出结果一次 ) ,经比较其结果表明 :卫星与常规资料融合后的数值模拟预报 ,一般比单独用 T6 3及常规探测资料作初值进行预报效果要好 。

MM5模式中城市冠层参数化方案的设计及其数值试验

文中在综合国外一些较先进的中尺度模式城市作用参数化方案的基础上 ,从城市下垫面结构对城市边界层大气作用的物理机制及实际应用两方面出发 ,对城市下垫面结构和人为活动等因素对边界层结构的影响及中尺度模式中城市化作用的合理体现等问题进行了较全面的考虑 ,改进和设计出能够较全面、细致地描述城市结构对大气边界层动力、热力结构的影响 ,且适合中尺度模式结构特点的城市冠层参数化方案 (UCP) ,并实现了其与MM5模式的耦合。进行了耦合后的UCP方案及采用原城市作用方案的MM5模式对BECAPEX试验期间北京地区气象条件多重嵌套细尺度进行了模拟试验 ,并与观测结果对比 ,结果表明 :相比于MM 5模式中原有表示城市作用的参数化方案来讲 ,设计的UCP方案在很大程度上提高了MM 5模式对城市边界层热力和动力结构的模拟能力。