学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

BGM扰动方案的改进及在飑线系统中的应用研究

作　者: 曹萍萍
导　师: 闵锦忠
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 集合预报 初始扰动 飑线系统 BGM方法 SLAF方法
分类号: P456
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 16次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


中尺度系统时空尺度小、气象要素梯度大,造成的雷雨、大风、冰雹等灾害性天气严重影响着人民的生命财产安全,对其精确预报意义重大,目前主要采用集合预报方法。由于我国中尺度集合预报起步较晚,至今仍存在一些问题,包括对初始误差的分布认识并未成熟,扰动方案仍需完善；多数学者均针对某一种方案展开研究,没有充分考虑各方案优缺点而对其进行合理的配合等。本文运用WRF模式,针对飑线这类系统,首先分析误差演变特征,接着通过试验确定不同分辨率网格扰动方案的搭配,再根据误差特征对增长模繁殖法不断改进,最终设计出合适的的初始扰动方案。主要结论如下：(1)通过分析飑线模拟过程中误差随时间的演变,我们发现误差在空间结构上,无论是水平还是垂直方向,位温场、风场误差大值区与湿对流区域及对流有效位能(CAPE)大值区相对应,随着预报时间的增加,误差范围有所扩大。由此说明,湿对流区域及CAPE大值区是误差易快速增长区域。(2)充分考虑各扰动方案特征,试验得出在内外层扰动方案搭配方面,从离散度跟均方根误差角度评判,外层各种BGM方案搭配内层均方根动态调整尺度化滞后平均法(SLAF)效能评价优于与中尺度Barnes滤波方法的配合。各成员之间U、V、T、Qvapor场的预报差异较大,包含大气真实演变状态的可能性也较大,且集合平均预报的误差也较小。(3)根据误差与湿对流区域及CAPE分布密切相关的特征,针对动态繁殖过程中真实误差概率不可知的缺点,对BGM方案提出3种围绕湿对流区域以及综合考虑CAPE的改进方案。对各方案集合预报系统评价各指标综合来看,综合6h降水量以及CAPE分布调整的方案效果最明显。改进了控制预报暴雨预报范围偏大的缺点,预报结果较实况分布偏移较小。降水评分在暴雨级别上高于其他方案,表明该方案对强降水的预报有一定改进。从具体物理量场(雷达反射率,风廓线)预报来看,集合预报较之控制预报降水落区指示意义明确,改进了控制预报西风、北风预报偏强的不足,从而提高了飑线预报效果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-18
  1.1 集合预报的研究意义及概念  7-8
    1.1.1 集合预报的研究意义  7-8
    1.1.2 集合预报的定义  8
  1.2 集合预报系统组成  8-16
    1.2.1 初始扰动方法  8-11
    1.2.2 数值模式选择  11-12
    1.2.3 集合预报产品  12-13
    1.2.4 集合预报技巧检验和评价  13-16
  1.3 中、小尺度集合预报的研究现状  16
  1.4 本文研究的主要问题和内容安排  16-18
第二章 WRF模式简介  18-21
  2.1 WRF模式简介  18
  2.2 WRF模式动力框架  18-19
  2.3 WRF模式物理方案简介  19-20
  2.4 WRF模式的运行流程  20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 飑线个例的模拟及误差特征分析  21-29
  3.1 引言  21
  3.2 个例简介  21-24
    3.2.1 飑线定义  21-22
    3.2.2 “07-04-23”广东地区飑线简介  22-24
  3.3 误差机制分析  24-27
    3.3.1 控制试验及定义域参数  25
    3.3.2 水平误差分布和传播  25-26
    3.3.3 垂直误差分布和传播  26-27
  3.4 结论  27-29
第四章 嵌套网格扰动方案的配合及BGM方案的改进  29-41
  4.1 引言  29
  4.2 试验方案设计  29
  4.3 方法介绍  29-32
    4.3.1 改进的BGM方案  29-31
    4.3.2 均方根动态调整SLAF方法  31
    4.3.3 Barnes中尺度滤波方法  31-32
  4.4 试验结果分析  32-39
    4.4.1 内外层扰动方案的配合试验结果分析  32-34
    4.4.2 改进的BGM方案试验结果对比分析  34-36
    4.4.3 扰动不同变量结果分析  36-37
    4.4.4 最优扰动方案相关物理量诊断分析  37-39
  4.5 结论  39-41
第五章 进一步改进扰动方案及最终方案的适用性检验  41-50
  5.1 引言  41
  5.2 误差再分析  41-42
  5.3 最终试验方案设计  42-43
  5.4 最终试验方案结果分析  43-44
  5.5 适用性检验  44-48
    5.5.1 “10-06-19”华南西部飑线个例简介  44-45
    5.5.2 控制试验  45
    5.5.3 初始扰动方案  45-46
    5.5.4 试验结果分析  46-48
  5.6 结论  48-50
第六章 总结与讨论  50-52
  6.1 论文的主要结论  50-51
  6.2 研究特色  51
  6.3 问题与展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
论文附图  56-81
作者简介  81

相似论文

  1. 两类暴雨数值预报不确定性及集合预报方法研究,P456.7
  2. 全球大气环流模式对1998年夏季江淮流域强降水过程的回报试验研究,P434
  3. 基于TIGGE数据的我国寒潮强冷空气自动识别预报方法研究,P458.122
  4. 集合预报系统中关键技术的研究与实现,P456.7
  5. 基于下垫面条件扰动的中尺度集合预报研究,P456.7
  6. 飑线过程的集合预报初始扰动准则的制定及研究,P456.7
  7. 基于EMD和集合预报技术的短期气候预测方法研究,P456
  8. WRF-EnSRF同化系统在中尺度模拟中扰动方法的研究,P456.7
  9. 刚性屋面板索穹顶静动力性能研究,TU399
  10. 基于理想个例的风暴尺度集合预报试验研究,P456.2
  11. 中尺度强降水天气集合预报技术的研究,P457.6
  12. 中国冬季气温的集合典型相关分析和预测,P423
  13. 初始扰动对对流云发生发展影响的数值模拟研究,P434
  14. 基于物理过程扰动的中尺度集合预报研究,P456
  15. 中尺度集合预报的偏差订正与多模式集成研究,P456.7
  16. 初始误差在风暴尺度系统中增长特性研究,P457.8
  17. 中尺度模式不确定性与初值扰动试验研究,P456.7
  18. 大气中非线性亚临界不稳定的研究,P458.121.1
  19. 夏季影响我国的重要中期环流过程集合预报效果研究,P459.9
  20. 动力相似预报的策略和方法,P456.7
  21. 基于粒子分档技术的云模式研究,P426.5

中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 天气预报 > 预报方法
© 2012 www.xueweilunwen.com