【摘 要】
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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
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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。
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