该文有两大目的:首先,在业务化的中尺度数值天气预报模式MM4中引进物理基础较强的新的边界层参数化方案以改进边界层参数化,并以暴雨为例研究新的边界层参数化方案改进暴雨预报的机理.其次,在中尺度模式中结合湍流二阶闭合及其简化形式输出大气扩散等领域应用的湍流特征量.为此该文做了以下一些工作并得出一些有价值的结论.该文结合边界层的最新理论对边界层参数化方案进行改进,首次用稳定度分类更精确的通量--廓线关系计算地表通量几种新的湍流闭合方案,如Mellor-Yamada level2.5,E-ε,E-ε-l,求取湍流交换系数K,耦合到中尺度业务化数值天气预报模式MM4中.该文在中尺度数值天气预报模式MM4中,首次耦合边界层参数化方案level3和E-ε-l方案,用改进的方案及原方案分析了地表动量通量和热量通量;边界层高度以及边界层风、温廓线;边界层内湍流动能、湍流脉动温度方差及湍流交换系数等边界层特征量的时空变化规律,以便进一步了解中尺度系统中边界层的结构特征.在中尺度非静力模式MM5中,用简化的二阶闭合方案输出更小网格距上的湍流脉动速度特征值,可以得到大范围的随时间连续变化的湍流场.