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尺度适应积云对流参数化方案对台风“暹芭”的数值模拟: 2025年; 传统的积云对流参数化方案难以较好地适用于高水平分辨率,特别是10 km以下水平分辨率的降水数值模拟,尺度适应(scale-aware)积云对流参数化方案是对此进行改进的有效方法。在中国气象局中尺度模式(China Meteorological Administration MESOscale model,CMA-MESO)中应用尺度适应KFeta(Kain-Fritsch eta)积云对流参数化方案对台风“暹芭”进行800 m、1 km、3 km、10 km和20 km这5种水平分辨率的数值模拟试验。结果表明:(1)随着水平分辨率的提高,尺度适应KFeta积云对流参数化方案模拟的降水强度和落区更接近实况,显著减少了由积云引起的虚假性降水,提高了网格降水量。(2)随着对流强度减弱,尺度适应KFeta积云对流参数化方案TS(threat score)评分优势逐渐凸显,空报率和漏报率明显改善。(3)在降水最大时刻的强对流区域,尺度适应KFeta积云对流参数化方案雷达组合反射率因子的模拟结果更优。整体来看,尺度适应KFeta积云对流参数化方案在对流强度较弱的条件下表现更出色,为改进现行数值模式强降水预报提供了参考。; 马怡轩徐国强徐国强; 关键词：积云对流参数化方案

区域气候模式对长江中下游梅雨的数值模拟:积云对流参数化方案和水平分辨率的影响: 2024年; 本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式的不同配置组合,本研究共开展了96组成员试验,分析了不同模式配置方案下2020年超强梅雨个例以及1990~2020多年长江中下游梅雨期降水的模拟性能。结果发现:RegCM4.7模式在长江中下游梅雨期降水模拟方面具有一定技巧,其中积云对流参数化方案的选取对模拟结果影响较大,Tiedtke方案对梅雨降水的模拟技巧相对较高,而Grell方案相对较低。分析发现Tiedtke方案能够更合理地再现对流降水以及对流降水与层状云降水的比率,这可能是导致该方案对梅雨降水整体模拟效果较好的原因。进一步地,水平分辨率对梅雨期降水模拟的影响与地形因素有关,低水平分辨率(60 km)试验在复杂地形区域表现出显著的降水湿偏差,随着水平分辨率的提高,复杂地形带来的降水湿偏差可以明显减小。研究发现,在低分辨率试验中,中尺度对流系统(MCS)降水被长时间地锢囚在山区陡峭地形处,这将导致长时间尺度上的平均降水表现出湿偏差;而高分辨率试验能够更好地刻画复杂地形区域MCS从午后生成并逐渐向东传播的日变化特征,进而合理地再现梅雨期平均降水。最后,RegCM4.7中的微物理方案和陆面模式的选取对降水的模拟影响不大。综上,一系列数值试验结果表明区域气候模式RegCM4.7对包括2020年超强梅雨个例在内的长江中下游梅雨期降水具有较好的模拟技巧,相较而言,当RegCM4.7模式采用Tiedtke积云对流参数化时梅雨降水整体模拟技巧相对最佳,若更关注复杂地形区域的降水可考虑采用高水平分辨率配置。; 李昊谦王璐陈林陈林孙明程一峰张荣华; 关键词：积云对流参数化方案模式分辨率

双羽对流参数化方案在CIESM模式中的应用及对模拟气候的影响: 2024年; 将双羽对流参数化方案(以下简称双羽对流方案)应用到公共联合地球系统模式(CIESM)中,并研究了该方案对CIESM全耦合模拟气候特征的影响。通过国际耦合模式比较计划(CMIP-PiControl)21 a积分,分析了双羽对流方案和CIESM原深对流、浅对流方案在模拟云和降水过程中的异同及敏感性来源。双羽对流方案耦合到CIESM模式中能得到基本合理的气候统计特征,较原模式缩小了低纬度海洋区域的大气顶辐射通量负偏差。双羽对流方案增强了长波云辐射强迫,缓解了CIESM在低纬度区域的负偏差,但其在海洋性大陆和赤道印度洋存在高估。使用双羽对流方案的降水分布和赤道辐合带季节变化与原CIESM模式相似。CIESM模式很好地再现了北半球冬季Madden-Julian Oscillation(MJO)的东传信号,但MJO降水强度较观测偏弱。双羽对流方案提高了MJO降水强度。本研究验证了双羽对流方案在CIESM模式中可以稳定运行且气候特征合理,其在能量收支方面有待与其他物理过程进一步协同调试。; 李晓涵林岩銮张祎彭新东; 关键词：对流参数化气候模拟

不同积云对流参数化方案对拉萨强降水过程的模拟: 2023年; 利用NCEP 1°×1°再分析资料,使用WRFV 4.0中的7种积云对流参数化方案对2019年7月18日至19日拉萨市一次强降水过程进行数值模拟试验。结果表明:WRF模式能够较好地模拟本次高原低涡切变线的强降水过程,K-F、New-Tiedtke和N-SAS方案模拟的南部强降水区域,与实况较符合,但强度偏小,其中,K-F方案最接近实况。将模拟结果与GPM卫星降水资料进行对比发现,两者在北部强降水中心较为吻合。不同方案模拟的小时、累积降水量强度均偏小,强降水出现时间与实况比较一致。模式对小雨的模拟效果最好,各方案的TS评分均超过0.55,其中New-Tiedtke得分最高,为0.88;对中雨及以上量级预报能力不足。在主要降水区,θse和垂直速度剖面模拟结果显示,除BMJ、N-SAS方案以外,其余方案模拟的θse场呈现斜率大、上干下湿型,对本次强降水有一定的指示意义;但垂直速度基本为正值,是导致模式降水预报量级偏弱的原因之一。; 德庆曲珍熊亚军桑单平措洛松卓玛高华; 关键词：WRF模式

对流解析与对流参数化方案模拟青藏高原夏季降水对比研究被引量：2: 2023年; 青藏高原被称为“亚洲水塔”,其水资源的变化对下游的天气气候有重要的影响。降水是水循环的关键环节,因此,准确模拟青藏高原降水对我国水资源安全有重大意义。近年来,一些研究发现对流解析模拟(即当网格尺度小于4 km时关闭对流参数化方案的模拟)能够提升青藏高原降水的模拟效果,然而,这些研究仅仅选取了1~3种对流参数化方案来进行对比研究,对流解析模拟是否优于任意对流参数化方案仍然未知。本文评估了WRF模式中9种积云对流参数化方案与不使用对流参数化方案的对流解析模拟(Convection-Permitting Modeling,CPM)对2009年夏季青藏高原地区降水的模拟能力。结果表明:模拟总体高估了青藏高原2009年夏季降水,存在0.4~2.0 mm·d^(-1)的误差,对青藏高原CAPE值和潜热通量的模拟过大可能是造成青藏高原降水模拟偏大的原因之一。在所有模拟中,G3积云对流参数化方案对平均降水和日变化的模拟效果最好,能更好地模拟出平均降水的降水强度、空间分布和降水落区以及降水日变化。CPM对降水整体的模拟效果次于G3积云对流参数化方案,不能有效地改善对降水日变化的模拟,但是可以改进对降水频率的模拟。在不同高原生态区内,所有模拟都不能合理地模拟出荒漠区和喜马拉雅南麓的降水,但相较于参数化方案,CPM可以大大地降低荒漠区的误差。在其他区域内,CPM和Tiedtke积云对流参数化方案的表现都较好。综合平均降水和降水频率,CPM、Tiedtke和G3积云对流参数化方案对不同区域、不同强度的降水模拟误差最小。因此我们建议:模拟青藏高原夏季降水时可优先考虑G3和Tiedtke积云对流参数化方案,在计算资源充足时,可以考虑采用高分辨率的对流解析来提高青藏高原降水频率的模拟。; 陈颖杨显玉吕雅琼文军朱家宁; 关键词：青藏高原 WRF模式降水积云对流参数化方案

一种基于多GPU的浅积云对流参数化方案异构计算方法: 本发明公开了一种基于多GPU的浅积云对流参数化方案异构计算方法，主要通过多GPU卡对大气环流模式中浅积云对流参数化方案UWshcu进行加速计算，以此来提高大气环流模式中浅积云对流物理过程的计算效率。该方法包括以下步骤：在...; 王玉柱李菲

积云对流参数化方案在复杂地形区的适用性分析与改进: 积云对流参数化方案是长期困扰全球气候模式发展的瓶颈问题,同时也是大气科学领域的前沿问题之一。地形对对流的复杂影响,改变着周边对流和降水的特性,使得模式模拟的难度和复杂性进一步增大。本文重点关注以青藏高原为代表的复杂地形区...; 陈湉茹; 关键词：对流参数化方案全球气候模式复杂地形青藏高原降水

9km水平分辨率下KF积云对流参数化方案对台风模拟的影响被引量：1: 2023年; 积云对流参数化方案对台风模拟的准确性有着重要影响,而在分辨率1~10 km内使用积云对流参数是否能够改善台风模拟仍然存在争议,因此,本研究基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport, COAWST)耦合模式,针对登陆广东地区的11个西行台风,在9 km分辨率下是否使用KF积云对流参数,设计了2组模拟方案,并将结果与中国气象局热带气旋资料中心发布的最佳路径数据进行对比。从台风路径上看,在9 km分辨率上使用KF方案模拟得到的误差在统计结果中最小,从模拟台风强度的误差来看,2种方案的差距不大,综合考量台风路径和强度可以认为使用KF积云对流参数化方案模拟的效果更佳。KF积云对流参数方案模拟的副热带高压更强,造成模拟的台风路径相对南偏。2种方案的台风内核区对流不稳定的高度接近,是否使用KF积云对流参数化方案与台风强弱没有一定的关系,而台风强度与对流底层的台风眼壁垂直速度有关。; 邬贤文郑运霞刘琼魏煜陈勇航赵兵科; 关键词：台风路径台风强度

深对流参数化方案的初步改进对降水模拟的影响: 徐婷

登陆型台风“尤特”积云对流参数化方案的数值模拟研究被引量：2: 2021年; 利用中尺度气象模式WRF-ARW 3.7.1版本,选取6种积云对流参数化方案,对台风“尤特”进行了数值模拟敏感性试验,讨论了不同积云对流参数化方案对影响我国最大的西北太平洋登陆型台风的模拟情况。结果表明:积云对流参数化方案对台风路径和强度影响较为明显;模式对大尺度环流配置模拟的差异是造成台风路径差异的主要原因;在模拟时间较长的情况下,台风核心区对流层中下层的不稳定层结及较为强盛的上升运动使得台风强度偏强。; 李宸昊董文杰; 关键词：数值模拟积云对流参数化

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