论文部分内容阅读
本论文首先对国内外沙尘(暴)的研究进展进行了概括和回顾，然后发展改进了IAP沙尘天气数值模拟系统。在此基础上，根据我国北方沙尘暴发生发展机制的分类，利用IAP沙尘天气数值模拟系统，选取了几个典型的个例，对其发生发展的过程进行了数值模拟研究，分析了不同类型沙尘暴天气的特点。最后，还利用改进的IAP沙尘天气数值模式与T106天气预报模式相结合，对几次沙尘暴事件进行了后报试验，并且对月尺度预报进行了尝试。最后应用中国气象局的天气预报模式T213的预报结果驱动IAP沙尘天气数值模拟系统，对发生在2006年春季4月的一次典型沙尘天气进行了实时预测。
本论文是关于我国北方春季沙尘暴数值模拟的研究，分三个部分，共五章。第一部分是沙尘(暴)数值预测系统的发展改进，第二部分是3类典型沙尘暴的数值模拟研究，第三部分对沙尘暴天气过程进行了数值预测试验。
第一部分为第二章。在原有的IAP沙尘天气数值预测系统(IAPS1.0)的基础上，将中尺度气象模式最新版本MM5V3.7与一个起沙模式的耦合，将原系统改进为IAP沙尘天气数值预测系统(IAPS2.0)。该系统与IAP原有的沙尘天气数值预测系统(IAPS1.0)最主要的差异在于气象模式中陆面过程模式的改进。利用改进前后两个版本的预测系统对2002年4月发生在我国北方地区的两次较强沙尘(暴)过程进行了数值模拟，并与观测实况进行了比较，结果表明改进的系统对沙尘天气的预测能力比改进前的版本有显著的改进，这主要是由于新的陆面模式改善了地表土壤湿度的模拟，进而改进了决定起沙与否的关键因子临界摩擦速度的模拟，从而提高了预测系统对起沙范围和强度的模拟效果。揭示了陆面过程对我国北方地区沙尘起沙的影响及其作用机制。总的说来，采用更为先进的Noah陆面模式提高了IAP沙尘(暴)天气数值预测系统对中国北方春季沙尘(暴)天气过程的模拟能力。
第二部分为第三章。为了进一步检验改进的IAP沙尘天气数值预测系统(IAPS2.0)对我国北方地区沙尘(暴)天气过程的模拟能力，针对引发沙尘暴天气的3种基本类型的天气过程，即锋面型、气旋发展型、和高压型，运用改进的IAP沙尘数值预测系统对我国的沙尘暴天气进行了全面的、系统的模拟研究。从而检验了改进的IAP沙尘数值预测系统对各种沙尘天气的模拟能力。着重分析了其沙尘沉降浓度的模拟结果，并与实况观测进行了对比。结果表明：改进的IAP沙尘天气数值预测系统对不同类型的沙尘暴天气过程均具有很好的模拟能力。利用IAPS2.0，对2006年春季影响我国北方地区的一次典型强沙尘暴天气过程进行了数值模拟，并与实况进行了比较。
第三部分为第四章。初步实现了IAP沙尘天气数值预测系统与业务天气预报模式(T106/T213)的结合，建成了一个可以用于实时预报的沙尘天气预报系统。利用该预测系统，对近年来发生在我国北方的几次典型的沙尘暴天气过程进行了1-4天的实际预告(后报)试验检验，结果表明该预报系统对上述我国北方春季沙尘天气过程具有较好的预报能力。利用国家气象中心的业务天气预报模式T213的实时预报结果，驱动IAP沙尘天气预测系统，对2006年4月发生在我国北方地区的一次典型的沙尘天气进行了3天的实时预测，也取得了良好的预报效果。此外，利用IAPS2.0与中期天气预告模式的结合，首次开展了沙尘天气的月预告(后报)试验，预测结果表明，耦合的实时沙尘天气预测系统对于月尺度的沙尘状况也具有一定的预报能力。