一次梅雨期暴雨过程中尺度可预报性和对流初生机制的集合模拟研究

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 3次 | 上传用户:b479676614
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本文利用WRF模式对梅雨锋影响下2007年7月8日夜间至上午淮河流域的大暴雨过程进行水平网格距为1.11km的显式对流集合模拟,通过分析降水模拟对于模式初始场和物理过程参数化方案不确定性的敏感性,探讨了梅雨期暴雨的中尺度可预报性问题,并且结合观测分析,研究了产生此次大暴雨的夜间对流初生机制。结果表明,尽管暴雨发生在有利的天气形势背景下,即梅雨锋、西太平洋副热带高压和西南低空气流共同作用,为降水提供了丰富的水汽和低层辐合,降水模拟对初始场不确定性仍然十分敏感,初始场的微小差异对中尺度对流系统(MCS)造成的地面累积降水的整体分布,强降水落区以及降水极值的位置和大小都有显著影响。线性的改变一个对降水模拟较差的“劣成员”的初始场,使之逐渐接近一个对降水模拟较好的“优成员”的初始场,降水模拟也逐渐接近“优成员”的模拟结果,其中改变初始水汽场的影响大于改变初始温度场和风场。模式物理参数化方案对降水模拟的影响不如初始场显著,其对雨带的大致位置和降水量级以及MCS生成与否的影响不大,但是,可以显著影响强降水的精确落区和降水极值的大小。其中,不同陆面过程和边界层参数化方案主要通过影响近地面(约500m以下)大气的水汽含量,影响支持对流发生发展的入流空气的对流有效位能(CAPE),进而影响MCS的对流强度、组织结构和降水量的大小。对比分析集合模拟的“优成员”和“劣成员”还证实了前一日对流活动产生的降水在梅雨锋前遗留下的中尺度冷空气堆对于夜间对流触发的必要性,该冷空气堆帮助夜间加强的西南低空急流带来的高相当位温(e?)空气沿等熵面抬升,达到其自由对流高度发生对流。另外,模拟出强降水的成员也成功地表达了暴雨过程中的对流后向建立机制及“单体—雨带”双波列的对流组织形式。
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