数值天气预报模式的行星边界层方案热力预报变量选择

在数值天气预报模式中,大气边界层湍流混合由行星边界层方案承担.传统的边界层方案多采用位温作为热力学预报变量,计算感热通量并获得位温的湍流倾向,多数边界层方案设计之初,也往往只考虑干边界层中的位温湍流混合.事实上,驱动边界层热对流的是浮力而非热力,前者还包含了水汽的作用,由虚位温表征.基于湍流可分辨的大涡模拟来评估传统边界层方案所参数化的感热通量在湿边界层中的适用性,重点关注方案中涉及逆梯度修正项的关键系数,同时也考察浮力通量的参数化评估结果显示浮力通量在干湿边界层中具备一致性,其模式系数不随水汽条件变化,因此,推荐以虚位温替代位温作为行星边界层方案热力预报变量.

大气模式中表面水热通量计算的一些问题

对现有的大气模式中计算海面和大气间水、热通量的通量-廓线关系式进行了评论，提出一个理论上较完整的通量-廓线关系式。其中考虑了水汽对M－O参数的影响，并引进相应于虚位温的标量粗糙度。MoanaWave的实测资料表明，由于该资料相应于温度的粗糙度zoh和湿度粗糙度zoq相差不大，使现有的公式计算结果与文中提出的公式差别不大。当zoh，zoq差别大时，两种公式结果有一定的差别。而文中公式理论上更为合理。还将不稳定状态下计算通量的简化方法推广到海面。

风廓线雷达C^(2)_(n)资料和L探空资料确定济南夏季边界层高度的对比研究

基于济南站边界层风廓线雷达(WPR)观测的大气折射率结构常数(C^(2)_(n)),采用偏离度法确定夏季白天的对流边界层高度(HCBL),并与L探空虚位温梯度法、L探空湿度梯度法的结果进行对比。结果表明:(1)WPR偏离度法判别的HCBL成功率高,07、13、19时分别可达96.9%、100.0%、89.3%,尤其19时的判别成功率远高于L探空两方法的46.4%、57.1%。(2)WPR偏离度法与L探空两方法判别的同时刻HCBL结果一致性好,相关系数高。07时WPR判别的边界层高度平均值分别较后两者的差+14.3、+9.3 m,13时的差+36.4、+21.6 m,19时的差-27.3、-25.4 m;与后两者的标准偏差,07时的分别为84.555、77.412 m,13时的分别为125.978、126.783 m,19时的分别为52.743、68.755 m;与后两者的相关系数,07时的分别为0.894、0.911,13时的均为0.980,19时的分别为0.980、0.969。WPR能够将夏季HCBL确定结果的绝对误差降至近似其垂直分辨率水平。(3)济南6、7月逐小时HCBL最高可达3460.0、3220.0 m,小时平均最高分别为2205.0、2157.1 m;逐小时最高值在1316时均可出现,且以15时的最多;通常0715时的HCBL呈波浪起伏式缓慢增高态势,1519时的HCBL则是断崖式快速降低。

成都机场2019~2020年初辐射雾过程中微波辐射计应用

利用微波辐射计资料、自动观测资料,分析了成都双流机场2019~2020年初的辐射雾中跑道视程(RVR)的变化特征。结果表明:(1)雾中各跑道RVR差别大,02R最差,20R最好。(2)微波辐射计反演温度在近地层有偏差,午后偏低,凌晨偏高,分析时需修订。(3)RVR变化特征与近地面逆温层特征及虚位温特征有较好对应,可据此更好地预计RVR变化,特别是RVR上升至550m临界值的时间。