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数值天气预报模式的行星边界层方案热力预报变量选择: 2024年; 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.; 赵怡雪周博闻; 关键词：对流边界层感热通量

基于物理学结合残差注意力网络的行星边界层参数化方法: 本发明涉及一种基于物理学结合残差注意力网络的行星边界层参数化方法，设计一种同时结合物理学和深度学习的残差注意力网络，包括依次连接的八个时空结合模块，每个时空结合模块包括通道注意力模块CAB和空间注意力模块PNSAB，通过...; 李孝杰张丽辉吴锡黄小猛俞永强吕建成周激流

基于物理学结合残差注意力网络的行星边界层参数化方法: 本发明涉及一种基于物理学结合残差注意力网络的行星边界层参数化方法，设计一种同时结合物理学和深度学习的残差注意力网络，包括依次连接的八个时空结合模块，每个时空结合模块包括通道注意力模块CAB和空间注意力模块PNSAB，通过...; 李孝杰张丽辉吴锡黄小猛俞永强吕建成周激流

新疆夏季行星边界层参数化方案模拟特征研究被引量：2: 2021年; 行星边界层参数化方案(PBL)对天气气候和大气环境的模拟与预报具有重要影响。通过基于单柱模式(SCM)的乌鲁木齐单点理想实验,以及新疆2019年8月15—18日的一次降水天气过程的模拟检验及诊断分析,研究了YSU、ACM2、BOULAC、GBM、MYJ和QNSE 6种常用的PBL参数化方案模拟的大气比湿、位温等气象要素响应土壤湿度变化的特征。结果表明:土壤湿度增加时,使用不同PBL参数化方案模拟的低层大气都呈现出比湿增加、位温降低、边界层高度降低的显著特征;GBM、ACM2中,垂直水汽输送效率较低,大气比湿较低、位温较高、湍涡作用范围较大,降水偏漏报;QNSE、MYJ中,垂直水汽输送效率较高,大气比湿较高、位温较低,湍涡作用范围较小,降水偏空报;QNSE、MYJ模拟的2 m比湿最大;ACM2模拟的2 m比湿最小;夜间QNSE模拟的2 m温度最低;白天MYJ模拟的2 m温度最高;QNSE、MYJ模拟的10 m风速最高。这些模拟特征与PBL方案水汽垂直输送效率的差异密切相关。; 张海亮李火青买买提艾力·买买提依明; 关键词：WRF

针对WRF模式中行星边界层参数化过程倾向项的扰动方法被引量：1: 2021年; 针对WRF模式中行星边界层参数化过程中的不确定性,发展了一种针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT),该方案针对行星边界层计算的温度、风场、水汽倾向项进行扰动。使用该方案、多行星边界层参数化方案、多参数扰动方案及针对WRF模式总倾向的随机物理过程扰动(SPPT)方案对2014年7月进行对比实验,发现使用较大格点方差的SPPBLPT方案能有效降低地面温度与风场的误差,也能降低降水的预报误差,而其他方案对预报改善不明显。针对地面温度和风场的BS评分显示,SPPBLPT方案通过降低可靠性评分(提高可靠性),显著改善了集合预报对温度与风场的可能性预报,同时该方案能显著提高降水的GSS评分,在所有实验中,较大格点方差的SPPBLPT方案表现最好。针对行星边界层参数化过程的随机物理扰动方案(SPPBLPT)能显著提升集合预报系统性能,但是该方案的扰动参数的设置还需要进一步研究。; 武天杰闵锦忠; 关键词：行星边界层 WRF模式

不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的影响研究: 2020年; 使用NCEP-FNL全球分析资料作为WRF模式的初始场和边界场,利用该模式中6种行星边界层参数化方案对新疆进行2006年10月1日至2008年1月1日的模拟积分试验,重点考察模式在10 km水平分辨率下不同行星边界层参数化方案对新疆降水模拟的敏感性。结果表明:1)采用6种行星边界层参数化方案的模式都能较好地模拟出年、雨季总降水量的空间分布及月降水的季节循环。2)对于新疆整体来说,采用Grenier-Bretherton-McCaa(GBM)方案模拟雨季降水更接近观测,偏差在±30%以内。对于天山地区来说,采用Bougeault-Lacarrere(BouLac)方案模拟年降水更接近观测,偏差为-19.13%;采用GBM方案模拟中雨和大雨的TS评分最高分别为0.37和0.33,并且能够较好地模拟7月5次较大降水日中不同下垫面类型的昼夜降水,偏差在5 mm以内。3)BouLac方案能够较好地模拟天山地区年降水的时空分布特征,GBM方案更适合模拟新疆整体雨季期间降水。因此利用WRF模式开展新疆降水模拟研究时应考虑不同行星边界层参数化方案的适用范围。; 周心河熊喆; 关键词：WRF模式降水

第19章中尺度行星边界层气象学研究100年进步: 2019年; 本章描述了我们对直接与地表驱动联系在一起的中尺度大气环流几个例子的认识过程,从海洋热力驱动变化和向陆地传播,到人为温度和粗糙度改变,最后是强迫边界层环流。例子包括大气对以下要素的响应:(1)海洋温度变化;(2)海岸线(海风);(3)内陆水域中尺度区域(湖泊效应风暴);(4)陆地表面利用变化(城市用地覆盖)。本章简要总结这些中尺度大气环流以及认识它们的工具的历史演变,它们对领域的重要意义,以及开启和决定其演变的物理过程,同时给出我们预感的未来研究的关键途径。美国气象学会(AMS)在促进中尺度地表驱动环流发展方面发挥了直接和重要的作用。AMS期刊出版物和学术会议对该领域和相关大气、海洋和水文领域,以及姊妹科技组织的作用,通过广泛的引文展示出来。; 大卫·克里斯托维奇EUGENE TAKLEGEORGE S.YOUNGASHISH SHARMA贾朋群(编译)李婧华(编译); 关键词：内陆水域物理过程引文

适用于行星边界层单柱模式的研发和数值试验的初步研究: 单柱模式是目前气候模式中物理过程参数化方案研究的重要手段之一，能更好地揭示其物理过程的特征和本质。论文将单柱模式应用于海洋行星边界层的研究中，针对单柱模式计算中存在的问题，提出了将有限元方法、Doolittle算法用于求...; 郭燕玲; 关键词：海洋气候行星边界层

华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征及其与气溶胶的联系被引量：9: 2013年; 利用1979—2008年夏季(6—8月)逐日NCEP/NACR再分析资料、MODIS卫星的气溶胶资料等,研究了华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征与年际变化,分析了大气稳定度和相应的加热场与气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的联系。结果表明:华东区域夏季行星边界层大气稳定度在空间上分布不均匀,时间上具有明显的年际变化。边界层中的非绝热加热率、大气稳定度及气溶胶光学厚度三者之间可能存在密切联系。利用经验正交函数分析了华东区域总体理查森数Ri b的距平场,得到了边界层稳定度分布的3个主要模态,这3个模态所代表的边界层大气稳定度异常与夏季风环流异常密切相关,特别是P-J型遥相关波列和西太平洋副热带高压在中国东部大气边界层稳定度变化中可能起着非常重要的作用。; 管振宇管兆勇蔡佳熙马奋华; 关键词：大气稳定度气溶胶光学厚度主要模态

白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究被引量：1: 2010年; 利用三维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究.结果表明,晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近地层,然后不断向高空延伸,与水陆两种不同的下垫面特征密切相关.由于水陆下垫面的差异,导致水域感热和潜热通量全天较小,变化平稳,而陆地日间感热和潜热通量较大,且潜热高于感热.水陆两地近地层湍流运动状态存在较大差异,湍流输送在水陆比湿空间变动过程中起决定性作用.形成的局地环流同样影响着水陆比湿的空间变动,主要表现在环流上下支对近地层湍流发展以及水汽的垂直输送的影响.陆地上空水汽主要来源于土壤植被的蒸发蒸腾,而来自水域的仅占很少一部分.; 黄鹤郭振海游小宝; 关键词：中尺度模式非均匀下垫面比湿局地环流

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