不同嵌套方式下的積云對流方案對上海崇明極端暴雨高分辨率模擬的影響研究

作者：王瑞,喬楓雪,丁楊,梁信忠

摘要：使用1980~2017年共38年崇明站逐日降水資料對崇明站年降水量及暴雨日數的特征進行分析,并使用中尺度數值預報模式WRF3.9.1.1(Weather Research and Forecasting model)針對崇明年降水量及暴雨日數異常年份2015年的最強降水過程進行數值模擬,結合站點降水觀測資料使用統計方法來系統驗證模擬結果。通過敏感性試驗著重研究尺度自適應的GF(Grell–Freitas)與傳統的KF(Kain–Fritsch)、BMJ(Betts–Miller–Janji?)積云對流參數化方案在不同比率的網格嵌套方式下對于本次過程極端降水總量及逐時變化預報的影響。研究結果表明:使用大比率(9:1或15:1)的雙層嵌套可以更真實地模擬強降水區累積降水量分布和逐時變化情況,而使用傳統的小比率(3:1或5:1)三層嵌套網格會導致大暴雨和特大暴雨的TS(Threat Score)評分降低,小時降水峰值模擬偏弱等問題;模式外圈使用傳統的KF、BMJ積云對流方案比尺度自適應的GF方案對于內圈高分辨率的極端降水總量、逐時變化模擬更有優勢,特別是使用KF方案,可以更真實地模擬出極端降水中心的日變化強度;而使用GF方案對于入海口降水模擬偏弱,大暴雨和特大暴雨的TS評分普遍偏低,小時降水峰值也被嚴重低估。

發文機構：華東師范大學地理信息科學教育部重點實驗室 華東師范大學地理科學學院 上海中心氣象臺 崇明生態研究所 上海市松江氣象局 南京信息工程大學大氣科學學院 馬里蘭大學帕克分校大氣與海洋科學系 馬里蘭大學地球系統科學跨學科中心

關鍵詞：WRF模式極端降水嵌套網格積云對流參數化方案WRF modelExtreme heavy rainfallMulti-grid nestingCumulus parameterization

分類號： P435.1[天文地球—大氣科學及氣象學]