不同初始场资料对台风“桑美”数值模拟的影响

以2006年超强台风'桑美'为个例,分别以GFS(全球预报系统)再分析资料和JMA(日本气象厅)区域客观再分析资料为初始场,利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对台风'桑美'进行高分辨率数值模拟,分析不同初始场资料对台风内部结构和移动路径的影响。结果表明:对于500hPa高度场和850hPa水汽、风场等预报,GFS再分析资料和JMA区域客观再分析资料均能较好地把握台风整体的流场形势。从700hPa风场、近地面风速、降水、雷达反射率、最小海平面气压和最大风速等模拟效果来看,JMA区域客观再分析资料均优于GFS再分析资料。对于台风路径的预报,前15h内JMA区域客观再分析资料较GFS再分析资料要好,而15h之后,以这两种资料作为初始场的台风预报路径与实况均有较大偏差。

不同云微物理方案对台风“安比”降雨模拟的影响

利用WRF3.9.1模式对台风“安比”于2018年7月23日至24日北上至37°N以北造成的河北东北部、天津等地的大暴雨过程进行模拟,并对比了不同云微物理方案模拟的台风路径、结构、降雨分布,分析了云内水成物混合比差异与垂直运动的关系。结果表明:①各方案均能较好模拟出台风北上时的结构和强度,其中Morrsion 2-moment方案对强降雨的时段、区域、中心雨量把握最准确。②台风主雨区云体内的云水粒子分布于0~8 km,0℃高度在4~5 km,说明云体内存在大量过冷水。③强降雨时段,各方案模拟的垂直上升速度与小时雨强有较好的对应关系。同时雨区云顶高达10~15 km,配合云团内的强上升运动,云中出现大量过冷水及固态水成物。④Thompson方案与Morrsion 2-moment方案的云霰混合比明显大于其他方案,并且云霰粒子、云水粒子在0℃以上有大量重合,二者是云中贝吉龙过程的关键因素,对降雨量有着直接影响。⑤各微物理方案模拟的云体内部垂直上升运动区强弱与小时雨强大小相关性较好。本研究可以为改进适用于台风的云微物理方案提供方向,还加深了云微物理过程对台风降雨的认识。

干旱区地膜覆盖农田下垫面对东亚气候效应的数值模拟

农田铺设地膜是目前我国干旱半干旱地区采用较广泛的耕作方式。为了研究大面积地膜覆盖对东亚区域的气候效应,基于地膜试验观测与理论研究,建立了地膜覆盖的地—气—水热传输过程模型,并将地膜覆盖农田下垫面模块引入区域气候模式RegCM4和WRF模式中,对17 a夏季气候进行模拟试验。通过RegCM4模式输出的降水量、土壤温度、土壤湿度、感热通量和潜热通量等参量,与试验观测值、理论值进行对比,并通过WRF模式输出结果进行验证。结果表明：加入地膜覆盖农田下垫面模块的区域气候模式能够较为真实的描述其下垫面特征。进一步分析模拟结果发现,通过地膜覆盖影响近地面水热传输并作用于区域位势高度场、风场,进而影响大范围水汽输送,最终造成我国西北、华南地区降水减弱,西南地区和淮河流域降水增加。