湖南地区雨凇的数值模拟及预报方法研究

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冰冻天气引起的电线覆冰灾害对湖南地区的影响十分严重。本文利用了1997~2016年的地面观测资料以及垂直探空资料对我国雨凇时空分布及湖南地区雨凇空间分布、年际变化、月变化及垂直结构进行了分析。利用统计出的湖南地区适宜雨凇发生时的个气象要素阈值将Ramer算法参数化进行改进,基于WRF模式分别对2011年1月1~5日及2015年1月27~29日两个典型个例中的液水含量、温度场、水成物及降水强度等气象要素进行模拟及分析,利用原始的Ramer方案与改进后的方案模拟结果进行对比,还将对AFWA算法与改进后的Ramer算法进行对比。具体结论如下:(1)我国雨凇主要集中在云贵高原及其湖南、江西等地,且雨凇多发生在冬季和早春时期(12月~次年3月),其中1月发生雨凇最多。湖南南部的雨凇天气的发生日数明显多于湖南北部,在1997~2007年湖南省发生雨凇日数很少且趋于平缓,而在2008年雨凇发生日数迅速增加后,逐年处于波动状态。湖南省的雨凇月变化与全国雨凇月变化几乎一致,1月最多,其次是2月及12月。适宜湖南雨凇出现的地面气象要素阈值为:湿球温度在-6~0℃之间,相对湿度在85%以上,风速在0~5m/s之间,降水量需大于0mm且低于0.6mm。该省发生雨凇时高空结构常为“三层模式”,在不同降水模式下高空气象要素阈值也不同。(2)利用气象要素阈值,改进的Ramer参数化方案较原始方案预报准确率有较大的提高,TS评分提高0.11~0.36,空报率从0.53~0.76大幅减少了0.08~0.53,但漏报率有小幅增加。它表明改进的Ramer参数化方案更适用于预报湖南地区雨凇天气。(3)两次个例模拟结果整体而言,修改后的Ramer算法的准确率高于AFWA算法。
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