用WRF模式模拟A高原地区暴雨过程特征

报模式WRF由于其开放度高、可移植性强以及更新迅速等优点在全世界得到了广泛的关注和应用。为了了解置、范围及强度。分析结果表明，此次暴雨具有局地性、强对流等明显特征，充足的水汽、强烈的上升运动、对流性的不稳定等都为暴雨的生成和维持提供了有力的动力和热力条件，有利于此次暴雨过程的形成。此次研究证实了WRF模式的较好模拟效果，有利1第一章引言西藏自治区、四川省西部以及云南省部分区域、青海省的大部、新疆维吾尔自高原地区是亚洲许多大河流的发源地。高原的环境变化对全球变化具有敏感响原气象台站较为稀少，气象观测资料极其匮乏，在很大程度上不能依据气象台比来分析高原降水过程特征具有重要意义。其气候类型属于高原温带半干旱季风气候。因此，此次研究拉萨及其周边地区强降水过程对高原强降水的研究具有一定的代表性。ArakawaC网格，集数值天气预报、大气模拟及数据同化于一体的模式系统，不同物理参数化方案的对比检验，以寻求在后期模拟中取得最佳效果，其次是在选用合理物理参数化方案基础上针对不同天气形势进行实时模拟与预报，验2暴雨过程进行数值模拟和性能分析，结果表明不同微物理方案对不同量级降水灾害天气进行数值模拟和诊断分析，结果发现WRF模式能较好地模拟此次天气统，发展前景十分广阔。值模拟，模拟结果表明,在采用较高的模式水平分辨率和优化的模式地形方案后,WRF模式能够较好的模拟出台湾地区的强降水和地形强迫引起的上升运动。强降水区域及降水量级和各种类降水的模拟结果比较理想。伍华平等[9]对2007案则对降水中心模拟效果欠佳。陶建红等[10]将WRF模式应用在甘肃河西西部一次暴雪过程模拟上，结果表明WRF模式对暴雨中心、范围、强度的模拟具想。组不同水平分辨率下的研究方案进行模拟,并将模式模拟结果与实测资料进行对比分析,结果表明:任何一种水平分辨率都能够较好地模拟高原地区的强降水,但对于江水中心的模拟略微偏移,较低水平分辨率对降水中心量值的模拟相对3中是最优的，采用嵌套方案的模拟结果比不采用嵌套方案的模拟结果要好，同时对于边界层方案的选择也会对模拟结果产生较大影响。孙辉[15]等利用中尺度好地抓住了高原降水的时空分布,成功模拟出了高原夏季降水日变化的主要特理方案中的降水模拟偏差原因进行了分析,并根据观测试验结果,提出了改进WSM3微物理方案中冰核浓度的2种计算方案。过率随海拔高度增加而增大，夏季日照时间长，太阳辐射强烈，大气加热快，对4第二章基本情况介绍暴雨范围包括拉萨市区以及周边地区。根据气象台站观测资料，拉萨市区降水萨市大部分地段路面积水严重，冰雹也造成了部分行人受伤，给市民带来部分67第三章WRF模拟结果分析.1.1模拟降水检验8c)和模拟(b、d)的24h累积降水量分布(单位mm)9拟结果与实况对比结果的相似程度是评价此次模拟成功与否的关键。评价一个3)中可以看出，模拟的强降水中心和位置基本与TRMM观测实况一致，24h降水的量级也基本上一致，同时也可看出，模拟拉萨及其周边地区的强降水中心位置(29.5°N，91°E)与TRMM实况大概一致，主要位于拉萨市区大部及其北部地区一带。模拟结果显示，模式对暴雨落区、雨量大小的模拟效果都比较好，但是与实况相比模拟的降水带稍微偏西偏北，降水的范围也比探测实况有所缩小，除此之外，在极少数强降水的中心模拟的量级与实况相比会有所偏。中心大致位于(30°N，91°原地广人稀，高原自然生态系统极其脆弱，气象台站稀少且分布不均，再加上过程，为今后利用模式以及讨论研究此次高原强降水的各物理量特征提供了有力支撑。累计降水量在各个设置输出时间段(每隔2小时输出一次结果)的变化发现，mm此模拟结果，对主要物理量进行诊断分析，从而对此次暴雨过程的中尺度特征进行分析讨论。第四章物理量的特征分析，暴雨产生的主要物理条件是充足的水汽、强烈的上升运动和一定程度的不稳定、水天气过程的模拟效果比较好的结论，而且模拟结果输出的数据分辨率更高，因此以下分析将采用模式的细网格输出结果对各相关物理量进行诊断分析。充足的源源不断的水汽供应是产生强降水的必要条件之一。水汽通量通常能较好地描述水汽输送以及水汽来源，地表向上的水汽通量(Upwardmoisture1s通常情况下，只有当水汽铅直输送时，才能增厚湿层，增大云量，上升水汽遇冷产生凝结，成云致雨。因此，当讨论暴雨过程中的水汽收支问题时，往往需要计算铅直方向的水汽通量。铅直水汽通量，是指单位时间内流经单位面积水平面向上输送的水汽质量，其大小与铅直速度及比湿成正比，与重力加速如图所示，在拉萨及其周边地区附近存在较为密集的铅直水汽通量等值区，并且量级上较为可观，表明该地区水汽充足，大量水汽的向上输送为暴雨的产生提供了有利条件。同时由图可知，研究范围的周边区域特别是南海地区水汽相当充足，有利于作为水汽的来源为A高原提供源源不断的水汽。方面则能够产生强烈的上升运动，使得水汽迅速上升，成云致雨，水汽不断在因此动力条件是暴雨产生的不可或缺的条件。从上图可以看出，强降水中心(拉萨，29.5°N，91°E)附近自下到上都出现了较为明显的的上升运动，等值线较为密集且量级可观，证明上升运动较为强烈，符合暴雨降下前夕的垂直运动条件。从上图等值线图可以看出，强降速度。由以上分析可知，此次暴雨过程拉萨及其附近地区上空对流活动旺盛，由于A高原特殊地形和海拔影响，对流运动的上升区可以达到较高的高度。较稳定能量得到释放，导致对流性天气得以增强并能够持续维持和发展。4.2.2绝对涡度和位势涡度(Absolutevorticityandpotentialvorticity)并考虑的话，涡度就被称为绝对涡度，绝对涡度是相对涡度与地转涡度(即科图62019年7月16日06:00绝对涡度图(a)与位势涡度图(b)ns比略微偏南，但是强降水带与强涡度区呈现出较为一致的分布特征。位势涡度位置略微偏南，但是总体来说强降水区域与强位势涡度区域基本重合，模拟效果较好。根据以上分析可以看出，所研究区域在强降水过程中有着强烈的上升与垂直运动等其他动力因素相配合，使得暴雨的生成和维持获得更多的有利条暴雨的生成和维持除了需要前述的充沛的水汽和有利的动力条件之外，一和类型的三个主要因子之一，因为它正比于抬升空气的有效位能。用来衡量热力不CAPECAPE在给定环境中绝热上升时的正浮力所产生的能量的垂直积分，是暴雨潜在强度的一个重要指标，能在一定程度上判断大气是否能够发生深厚对流，其量级和分布由上图可知，在强降水发生之前，拉萨(29.5°N，91°E)及其周围地区雨发展的形势特征，这种不稳定能量的维持和发展，为暴雨的暴发和持续提供第五章结论萨及其附近地区发生的一次暴雨过程进行了数值模拟，将模拟结果与观测实况进行对比分析，同时运用高时空分辨率的WRF模式模拟资料，对此次暴雨发生的三大物理量条件进行诊断分析，分析后得到以下的几点结论：(1)尽管与热带降水卫星TRMM探测实况相比模拟的降水带稍微偏西偏北，降水的范围也比观测实况有所缩小，与此之外，在极少数强降水的中心模降水量级。通过此次暴雨过程分析可以发现，此次拉萨及其附近地区的暴雨过程主(2)通过地表水汽通量分析，此次暴雨过程有着比较充足和持续的水汽供极(3)通过对模拟时段的动力条件(垂直运动、绝对涡度和位势涡度)分析可知，强降水中心区域从低层到高层有着比较强烈的上升运动，促使地表的的同时自下而上的